惨痛!中国哈勃发射不了,是科学家的一种耻辱!

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导读:《科学新闻》 (科学新闻09年第16期 焦点)   中国需要有一个如同NASA或欧洲空间局那样的独立机构,直接负责中国空间科学的发展   "作为科学家,我感觉到一种耻辱,新华社早已向全世界公布了中国2010年的发射计划,如今各国学者都在关注,我们却发射不了!"说话人是中科院院士、中科院高能物理研究所研究员、清华大学天体物理中心主任李惕碚,他所说的发射计划是空间硬X射线调制望远镜HXMT项目(Hard X-ray Modulation Telescope)。   李惕碚透露,HXMT项目在正式通过科学评
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《科学新闻》 (科学新闻09年第16期 焦点)

中国需要有一个如同NASA或欧洲空间局那样的独立机构,直接负责中国空间科学的发展

"作为科学家,我感觉到一种耻辱,新华社早已向全世界公布了中国2010年的发射计划,如今各国学者都在关注,我们却发射不了!"说话人是中科院院士、中科院高能物理研究所研究员、清华大学天体物理中心主任李惕碚,他所说的发射计划是空间硬X射线调制望远镜HXMT项目(Hard X-ray Modulation Telescope)。

李惕碚透露,HXMT项目在正式通过科学评审和立项可行性评估后始终无法得到财政支持。

为了这个科学项目,今年70岁的李惕碚已经钻研了近20年。在花费了十几年时间说服了众多科学上的反对者和质疑者后,被称为"中国哈勃"的HXMT项目却在难以理顺的航天科研体制下被推迟。

探索20年

"硬X射线是有待人类巡天开拓的最后一个电磁波段,由中国开拓硬X射线巡天的机会正在迅速丧失。"--李惕碚

硬X射线是高能天体物理研究的关键波段,主要用于研究临近黑洞强引力场区域的时间、空间和物质性质,是寻求物理科学基本问题突破的重要途径。但由于天体的高能辐射(X射线,γ射线)会被地球大气吸收,必须在地外空间才能观测到,因此天文卫星是进行硬X射线观测的主要手段。

1970年美国率先实现人类历史上首次X射线(2-20Kev)巡天,随后研究者发现对于研究天体极端条件下的高能过程,光子能量高于10-20 Kev的硬X射线是比X射线更重要的窗口,因此在1996年,美国宇航局便将硬X射线巡天列为上世纪90年代空间高能天体物理的首要任务。

不过,因为解决硬X射线成像技术的难题一直未能突破,而上世纪70年代开始发展的传统的编码孔径技术所需的位置灵敏探测器(Position Sensitive Detector)技术复杂、系统庞大、造价昂贵,所以美国并未能在20世纪内完成这一任务。

李惕碚及其高能所同事吴枚等另辟蹊径,于1992年提出了新的成像技术--直接解调方法,即应用非线性的数学手段,直接解原始的测量方程实现反演成像。由于更充分地利用了数据中有关测量对象和测量仪器的信息,因此使用同样的数据可得到比传统方法更好的结果,这使人们用简单成熟的硬件技术实现高分辨和高灵敏度硬X射线巡天成为可能。

1993年,高能所研制了非位置灵敏(Non-Position Sensitive)硬X射线探测器,通过高空气球对黑洞候选体天鹅座X-1进行扫描观测,并利用直接解调技术实现了高分辨硬X射线成像,成功证明了直接解调技术的可靠、有效。

基于此,高能所和北京天文台同年提出了"九五"重大科学工程"空间硬X射线调制望远镜HXMT"项目建议,建造世界最高灵敏度的空间硬X射线望远镜,完成人类首次硬X射线成像巡天,发现大批超大质量黑洞,深入研究中子星和黑洞强引力场。

然而,李惕碚透露,由于这项新技术与欧美多年来发展的传统方法不同,因此很多人不相信低分辨的非成像探测器可以实现高分辨成像。1994年,由于"作为核心的方法有待确认",HXMT项目未能获准进入"九五"重大科学工程。

为了推动项目进展,心急如焚的李惕碚在1996年给国务院与科技界领导人写信,呼吁"正确地判断和抓住科学发展中的重大机遇",但没有得到任何回音。

不得已,李惕碚领导的团队开始了长达10余年的论证历程,他们利用国外的卫星数据,通过直接解调方法取得了一系列新的成果,包括发现了新天体和新现象,发表了数十篇论文,渐渐才得到国内外同行的接受。2000年申请到"973"项目,2005年,HXMT卫星终于被遴选为"十一五"民用航天空间科学卫星项目。

此时,基于传统成像技术的欧洲INTEGRAL卫星和美国硬X射线巡天望远镜SWIFT已分别于2002年和2004年发射上天。


体制阻碍


"回过头看,其实中国的研究者在重大学术问题上完全有能力作出前瞻性判断,但是却总是错失机遇。很多时候是体制问题,大家互相推诿扯皮。"--李惕碚

2000年,"973"项目"天体高能辐射的空间观测与研究"立项,在随后的5年里,中科院高能所与清华大学合作对硬X射线调制望远镜进行预研,建成了HXMT望远镜地面样机。

2005年,原国防科工委对"十一五"民用航天空间科学项目进行评审,这是中国首次对空间科学卫星项目进行全面的评审和遴选。当年10月,《硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星总体方案研究》任务书获得通过,要求在2006年9月完成背景型号研究阶段,进入工程立项。

然而基于对新技术的怀疑,一些科学家要求重新评审。于是中科院又组织了多次论证会议, 最终HXMT再次得到专家们的普遍认可和支持,中科院2006年7月再次优先推荐HXMT为"十一五"自主空间科学项目。

2007年3月,中国发布《"十一五"空间科学发展规划》,明确提出"自主研制硬X射线调制望远镜,计划2010年发射上天,实现我国空间天文卫星零的突破,在黑洞物理研究等领域取得突破"。这一规划在世界上引起很大反响,CNN、Science等国际媒体迅速对此进行了报道。2007年10月,国务院批准《航天发展"十一五"规划》,要求"优先支持面向重大科学问题的自主创新项目,研制硬X射线望远镜"。

一切都显得那么振奋人心。

2008年4月,原国防科工委委托中国国际工程咨询公司(简称中咨公司)完成了HXMT卫星立项可行性评估,核定卫星工程总经费约人民币10亿元。然而,"这笔钱却始终没有得到落实。"李惕碚说。

李惕碚给《科学新闻》算了一下,"‘973'项目我们拿到2000万元,中科院和清华各配套1000万元,总计4000万元。‘十一五'项目前期给了我们1800万元,现在钱用完了,清华同意先借款1500万元,现在1000万元已经到账。所以总体来说,这个项目我们目前拿到的钱一共不到8000万元。"

李惕碚介绍说,HXMT望远镜在上天之前还有很多试验要做,除了目前已经有的一台样机,还需要至少再做两台来进行其他各方面试验,但目前经费没有落实,一切都无法进行。

"听说经费问题在财政部、国防科工局和中科院之间扯皮。"李惕碚告诉《科学新闻》。

另外,李惕碚指出,相对于军事或应用项目的卫星,中国的科学实验卫星数量很少,很多相关机制和保障都不到位,再加上去年国防科工委撤销,变为国防科工局,因此空间科学卫星项目难免要受到很大影响。

《科学新闻》试图按图索骥问询上述各相关部门的意见,但是这些部门或者无人接听电话,或者表示不知情。

对于现在的情况,中科院空间中心主任吴季则给出了别有意味的解释:"项目既然列入了规划,那么国家当然是非常支持的,各方面都没有理由不支持;但如果项目最后有所停顿,国家肯定也是有很多考虑的。"

"现在的情况却远不是当初所料想的那样。"李惕碚说,"自主创新、科学意义,这些对HXMT都是公认的,已经立项了,但就是拿不到经费。"李惕碚感到愤愤不平,却也非常无奈。

"问题之一或许是他们多年来一直在讲项目的科学意义。。。。。。这一点很不讨巧。"一位了解此事的人对此评价道。


来者犹追

"就好像是已经叫起跑了,却又硬生生拉扯着强迫我们停了下来,这样子还叫我们怎么去争第一?"--李惕碚

针对媒体报道HXMT卫星可能将推迟到2012年发射,李惕碚更正道:"这个时间其实是不准确的,所谓2012年发射是如果今年能够落实经费的话。但如果还迟迟不能工程立项,就什么也谈不上了。"李惕碚甚至表示,由于前期预研充分,他们甚至可以不做那么多台样机,压缩准备时间,在更短的时间内就把卫星发射上天,但这一假设的前提,也是卫星工程研制经费必须尽快落实。

李惕碚告诉《科学新闻》,到现在为止,虽然已落后于SWIFT,很多本来完全可以由HXMT做出的新发现已被SWIFT抢了先,但HXMT仍然拥有世界上最高的硬X射线成像分辨能力,如果上天,仍然能够发现大批黑洞和新型高能天体。"现在说话已经没有以前硬气了,不可能再说让中国实现首次硬X射线巡天。"李惕碚无奈地说,"但HXMT的综合能力还是世界领先的,如果抓紧时间,还是有可能做出非常有意义的新发现。"

但这个可能性如今看起来似乎也非常渺茫。因为就在中国2007年3月通过《"十一五"空间科学发展规划》向全世界公布了发射硬X射线卫星HXMT计划后,同年9月,美国NASA突然宣布批准使用另外一种更加先进的成像技术的硬X射线望远镜卫星NuSTAR立项,计划于2011年8月发射。如果NuSTAR抢在HXMT之前上天,将抢走许多原本应由HXMT取得的成果。而同时美欧还正在进行探测黑洞大型卫星的预研。"HXMT工程若再拖下去,尚存的科学机遇将完全丧失。"李惕碚说。

李惕碚最后给《科学新闻》讲了一个他已经讲过很多年的例子:1965年日本学者小田(M。 Oda)率先提出一种定位太空中X射线源的方法,次年便将探测器发射上天,测得了第一个宇宙X射线源的位置;于是NASA立即认识到它的重要意义,4年后便将第一颗天文卫星Uhuru送入太空,实现了X射线巡天的开拓。"而我们在1992年建立直接解调方法,也是在第二年便验证了自己的技术。但16年过去了,硬X射线调制望远镜卫星的工程立项却至今还未能完成。"李惕碚说。

系统错误?

"这些计划已经上了国家政策性文件,向全世界发布,最后却没有结果。。。。。。这事关国家形象啊!"--唐伯昶

除了HXMT项目,同样陷入困顿的还有《"十一五"空间科学发展规划》中的返回式微重力实验卫星"实践10号",原本预期今年发射,可至今还没有工程立项。

"实际上‘十一五'规划中共有近10个空间科学项目,但到现在为止真正启动了的只有一个。"一位业内人士告诉《科学新闻》,"这是一个国际合作项目,‘萤火一号'--中俄合作火星探测卫星,预计今年9月或10月就能发射。"

如此多的项目在列入规划后却不能立项,显示出这是一个普遍性问题。中国空间技术研究院研究员唐伯昶认为这"可以说是出现了某种系统性的错误,否则不会全都不能按时出来"。

"到底为什么明明做了计划却落实不了?可能是计划做得不够好,可能是一些地方做得不够规范,可能某些环节衔接不到位。。。。。。"唐伯昶表示他也说不清原因,但他认为"做事不该这样"。总体来说,他感觉中国对科学卫星还不够重视。

当然,中国的科学实验卫星也并不都是在泥泞中艰难前行,"十五"期间的"双星计划"便进行得十分顺利。"双星计划"由空间物理学家刘振兴院士等人在1997年提出,很快作为重要空间探测项目进入"十五"规划,在之后的2003年和2004年,两颗卫星先后上天。

"双星计划"是首个由中国提出的空间探测国际合作计划。这一计划与欧洲空间局"星簇计划"组成的联合观测项目,在人类历史上首次对地球空间进行六点立体探测。

李惕碚则提到,在空间科学领域,引进项目、合作项目往往进展顺利,而对于HXMT那样的自主开发项目进展缓慢,他则很无奈。

"理论上说,一个通过评审、列入规划的卫星项目是可以在一个五年期内完成发射的。"唐伯昶说。

对于"十一五"未完成的项目,多位相关专家表示很可能将直接进入"十二五"规划,也应该直接进入"十二五",但到底会怎样,现在还很难说。

"十一五"使中国第一次有了自己的空间科学规划,并且明确了优先支持面向重大科学问题的自主创新项目的方针。然而,"在空间科学技术管理体制调整过程中,在不同部门的矛盾中,我们有可能会沦为牺牲品。"李惕碚担忧。

他指出,中国需要有一个独立的机构,如同美国航空航天局(NASA)和欧洲空间局(ESA)那样,直接负责中国空间科学的发展。这是很多学者的共同提议,但由于牵涉了太多单位,所以数年来毫无动静。


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