《科學新聞》：“中國哈勃”遲發內幕

　　中國需要有一個如同NASA或歐洲空間局那樣的獨立機構，直接負責中國空間科學的發展

　　“作為科學家，我感覺到一種恥辱，新華社早已向全世界公布了中國2010年的發射計劃，如今各國學者都在關注，我們卻發射不了!”說話人是中科院院士、中科院高能物理研究所研究員、清華大學天體物理中心主任李惕碚，他所說的發射計劃是空間硬X射線調制望遠鏡HXMT項目(Hard X-ray Modulation Telescope)。

　　李惕碚透露，HXMT項目在正式通過科學評審和立項可行性評估后始終無法得到財政支持。

　　為了這個科學項目，今年70歲的李惕碚已經鉆研了近20年。在花費了十幾年時間說服了眾多科學上的反對者和質疑者后，被稱為“中國哈勃”的HXMT項目卻在難以理順的航天科研體制下被推遲。

　　探索20年

　　“硬X射線是有待人類巡天開拓的最后一個電磁波段，由中國開拓硬X射線巡天的機會正在迅速喪失。”——李惕碚

　　硬X射線是高能天體物理研究的關鍵波段，主要用于研究臨近黑洞強引力場區域的時間、空間和物質性質，是尋求物理科學基本問題突破的重要途徑。但由于天體的高能輻射(X射線，γ射線)會被地球大氣吸收，必須在地外空間才能觀測到，因此天文衛星是進行硬X射線觀測的主要手段。

　　1970年美國率先實現人類歷史上首次X射線(2-20Kev)巡天，隨后研究者發現對于研究天體極端條件下的高能過程，光子能量高于10-20 Kev的硬X射線是比X射線更重要的窗口，因此在1996年，美國宇航局便將硬X射線巡天列為上世紀90年代空間高能天體物理的首要任務。

　　不過，因為解決硬X射線成像技術的難題一直未能突破，而上世紀70年代開始發展的傳統的編碼孔徑技術所需的位置靈敏探測器(Position Sensitive Detector)技術復雜、系統龐大、造價昂貴，所以美國并未能在20世紀內完成這一任務。

　　李惕碚及其高能所同事吳枚等另辟蹊徑，于1992年提出了新的成像技術——直接解調方法，即應用非線性的數學手段，直接解原始的測量方程實現反演成像。由于更充分地利用了數據中有關測量對象和測量儀器的信息，因此使用同樣的數據可得到比傳統方法更好的結果，這使人們用簡單成熟的硬件技術實現高分辨和高靈敏度硬X射線巡天成為可能。

　　1993年，高能所研制了非位置靈敏(Non-Position Sensitive)硬X射線探測器，通過高空氣球對黑洞候選體天鵝座X-1進行掃描觀測，并利用直接解調技術實現了高分辨硬X射線成像，成功證明了直接解調技術的可靠、有效。

　　基于此，高能所和北京天文臺同年提出了“九五”重大科學工程“空間硬X射線調制望遠鏡HXMT”項目建議，建造世界最高靈敏度的空間硬X射線望遠鏡，完成人類首次硬X射線成像巡天，發現大批超大質量黑洞，深入研究中子星和黑洞強引力場。

　　然而，李惕碚透露，由于這項新技術與歐美多年來發展的傳統方法不同，因此很多人不相信低分辨的非成像探測器可以實現高分辨成像。1994年，由于“作為核心的方法有待確認”，HXMT項目未能獲準進入“九五”重大科學工程。

　　為了推動項目進展，心急如焚的李惕碚在1996年給國務院與科技界領導人寫信，呼吁“正確地判斷和抓住科學發展中的重大機遇”，但沒有得到任何回音。

　　不得已，李惕碚領導的團隊開始了長達10余年的論證歷程，他們利用國外的衛星數據，通過直接解調方法取得了一系列新的成果，包括發現了新天體和新現象，發表了數十篇論文，漸漸才得到國內外同行的接受。2000年申請到“973”項目，2005年，HXMT衛星終于被遴選為“十一五”民用航天空間科學衛星項目。

　　此時，基于傳統成像技術的歐洲INTEGRAL衛星和美國硬X射線巡天望遠鏡SWIFT已分別于2002年和2004年發射上天。

　　體制阻礙

　　“回過頭看，其實中國的研究者在重大學術問題上完全有能力作出前瞻性判斷，但是卻總是錯失機遇。很多時候是體制問題，大家互相推諉扯皮。”——李惕碚

　　2000年，“973”項目“天體高能輻射的空間觀測與研究”立項，在隨后的5年里，中科院高能所與清華大學合作對硬X射線調制望遠鏡進行預研，建成了HXMT望遠鏡地面樣機。

　　2005年，原國防科工委對“十一五”民用航天空間科學項目進行評審，這是中國首次對空間科學衛星項目進行全面的評審和遴選。當年10月，《硬X射線調制望遠鏡(HXMT)衛星總體方案研究》任務書獲得通過，要求在2006年9月完成背景型號研究階段，進入工程立項。

　　然而基于對新技術的懷疑，一些科學家要求重新評審。于是中科院又組織了多次論證會議， 最終HXMT再次得到專家們的普遍認可和支持，中科院2006年7月再次優先推薦HXMT為“十一五”自主空間科學項目。

　　2007年3月，中國發布《“十一五”空間科學發展規劃》，明確提出“自主研制硬X射線調制望遠鏡，計劃2010年發射上天，實現我國空間天文衛星零的突破，在黑洞物理研究等領域取得突破”。這一規劃在世界上引起很大反響，CNN、Science等國際媒體迅速對此進行了報道。2007年10月，國務院批準《航天發展“十一五”規劃》，要求“優先支持面向重大科學問題的自主創新項目，研制硬X射線望遠鏡”。

　　一切都顯得那么振奮人心。

　　2008年4月，原國防科工委委托中國國際工程咨詢公司(簡稱中咨公司)完成了HXMT衛星立項可行性評估，核定衛星工程總經費約人民幣10億元。然而，“這筆錢卻始終沒有得到落實。”李惕碚說。

　　李惕碚給《科學新聞》算了一下，“‘973’項目我們拿到2000萬元，中科院和清華各配套1000萬元，總計4000萬元。‘十一五’項目前期給了我們1800萬元，現在錢用完了，清華同意先借款1500萬元，現在1000萬元已經到賬。所以總體來說，這個項目我們目前拿到的錢一共不到8000萬元。”

　　李惕碚介紹說，HXMT望遠鏡在上天之前還有很多試驗要做，除了目前已經有的一臺樣機，還需要至少再做兩臺來進行其他各方面試驗，但目前經費沒有落實，一切都無法進行。

　　“聽說經費問題在財政部、國防科工局和中科院之間扯皮。”李惕碚告訴《科學新聞》。

　　另外，李惕碚指出，相對于軍事或應用項目的衛星，中國的科學實驗衛星數量很少，很多相關機制和保障都不到位，再加上去年國防科工委撤銷，變為國防科工局，因此空間科學衛星項目難免要受到很大影響。

　　《科學新聞》試圖按圖索驥問詢上述各相關部門的意見，但是這些部門或者無人接聽電話，或者表示不知情。

　　對于現在的情況，中科院空間中心主任吳季則給出了別有意味的解釋：“項目既然列入了規劃，那么國家當然是非常支持的，各方面都沒有理由不支持;但如果項目最后有所停頓，國家肯定也是有很多考慮的。”

　　“現在的情況卻遠不是當初所料想的那樣。”李惕碚說，“自主創新、科學意義，這些對HXMT都是公認的，已經立項了，但就是拿不到經費。”李惕碚感到憤憤不平，卻也非常無奈。

　　“問題之一或許是他們多年來一直在講項目的科學意義……這一點很不討巧。”一位了解此事的人對此評價道。

　　來者猶追

　　“就好像是已經叫起跑了，卻又硬生生拉扯著強迫我們停了下來，這樣子還叫我們怎么去爭第一?”——李惕碚

　　針對媒體報道HXMT衛星可能將推遲到2012年發射，李惕碚更正道：“這個時間其實是不準確的，所謂2012年發射是如果今年能夠落實經費的話。但如果還遲遲不能工程立項，就什么也談不上了。”李惕碚甚至表示，由于前期預研充分，他們甚至可以不做那么多臺樣機，壓縮準備時間，在更短的時間內就把衛星發射上天，但這一假設的前提，也是衛星工程研制經費必須盡快落實。

　　李惕碚告訴《科學新聞》，到現在為止，雖然已落后于SWIFT，很多本來完全可以由HXMT做出的新發現已被SWIFT搶了先，但HXMT仍然擁有世界上最高的硬X射線成像分辨能力，如果上天，仍然能夠發現大批黑洞和新型高能天體。“現在說話已經沒有以前硬氣了，不可能再說讓中國實現首次硬X射線巡天。”李惕碚無奈地說，“但HXMT的綜合能力還是世界領先的，如果抓緊時間，還是有可能做出非常有意義的新發現。”

　　但這個可能性如今看起來似乎也非常渺茫。因為就在中國2007年3月通過《“十一五”空間科學發展規劃》向全世界公布了發射硬X射線衛星HXMT計劃后，同年9月，美國NASA突然宣布批準使用另外一種更加先進的成像技術的硬X射線望遠鏡衛星NuSTAR立項，計劃于2011年8月發射。如果NuSTAR搶在HXMT之前上天，將搶走許多原本應由HXMT取得的成果。而同時美歐還正在進行探測黑洞大型衛星的預研。“HXMT工程若再拖下去，尚存的科學機遇將完全喪失。”李惕碚說。

　　李惕碚最后給《科學新聞》講了一個他已經講過很多年的例子：1965年日本學者小田(M. Oda)率先提出一種定位太空中X射線源的方法，次年便將探測器發射上天，測得了第一個宇宙X射線源的位置;于是NASA立即認識到它的重要意義，4年后便將第一顆天文衛星Uhuru送入太空，實現了X射線巡天的開拓。“而我們在1992年建立直接解調方法，也是在第二年便驗證了自己的技術。但16年過去了，硬X射線調制望遠鏡衛星的工程立項卻至今還未能完成。”李惕碚說。

　　系統錯誤?

　　“這些計劃已經上了國家政策性文件，向全世界發布，最后卻沒有結果……這事關國家形象啊!”——唐伯昶

　　除了HXMT項目，同樣陷入困頓的還有《“十一五”空間科學發展規劃》中的返回式微重力實驗衛星“實踐10號”，原本預期今年發射，可至今還沒有工程立項。

　　“實際上‘十一五’規劃中共有近10個空間科學項目，但到現在為止真正啟動了的只有一個。”一位業內人士告訴《科學新聞》，“這是一個國際合作項目，‘螢火一號’——中俄合作火星探測衛星，預計今年9月或10月就能發射。”

　　如此多的項目在列入規劃后卻不能立項，顯示出這是一個普遍性問題。中國空間技術研究院研究員唐伯昶認為這“可以說是出現了某種系統性的錯誤，否則不會全都不能按時出來”。

　　“到底為什么明明做了計劃卻落實不了?可能是計劃做得不夠好，可能是一些地方做得不夠規范，可能某些環節銜接不到位……”唐伯昶表示他也說不清原因，但他認為“做事不該這樣”。總體來說，他感覺中國對科學衛星還不夠重視。

　　當然，中國的科學實驗衛星也并不都是在泥濘中艱難前行，“十五”期間的“雙星計劃”便進行得十分順利。“雙星計劃”由空間物理學家劉振興院士等人在1997年提出，很快作為重要空間探測項目進入“十五”規劃，在之后的2003年和2004年，兩顆衛星先后上天。

　　“雙星計劃”是首個由中國提出的空間探測國際合作計劃。這一計劃與歐洲空間局“星簇計劃”組成的聯合觀測項目，在人類歷史上首次對地球空間進行六點立體探測。

　　李惕碚則提到，在空間科學領域，引進項目、合作項目往往進展順利，而對于HXMT那樣的自主開發項目進展緩慢，他則很無奈。

　　“理論上說，一個通過評審、列入規劃的衛星項目是可以在一個五年期內完成發射的。”唐伯昶說。

　　對于“十一五”未完成的項目，多位相關專家表示很可能將直接進入“十二五”規劃，也應該直接進入“十二五”，但到底會怎樣，現在還很難說。

　　“十一五”使中國第一次有了自己的空間科學規劃，并且明確了優先支持面向重大科學問題的自主創新項目的方針。然而，“在空間科學技術管理體制調整過程中，在不同部門的矛盾中，我們有可能會淪為犧牲品。”李惕碚擔憂。

　　他指出，中國需要有一個獨立的機構，如同美國航空航天局(NASA)和歐洲空間局(ESA)那樣，直接負責中國空間科學的發展。這是很多學者的共同提議，但由于牽涉了太多單位，所以數年來毫無動靜。

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