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追“星”十年,广西“90后”科学家填补我国高能天体探测空白

2025-09-23 09:10     来源:广西云-南国早报
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9月18日,在广西大学物理实验室,封焕波托起一个10厘米见方的白色立方体,这是我国首颗利用国内技术完全自主研制的宇宙X射线偏振探测(CXPD)立方星的备份件。这个看似普通的“小盒子”,承载着他与团队探索宇宙高能天体的远大梦想。这位34岁的青年科学家,用十年坚持,填补了我国高能天体探测的空白。

01 从“教室实验室”起步 十年磨一剑

2011年夏天,当其他高考生还在为填报志愿犹豫不决时,封焕波却异常坚定——他所有院校的第一志愿都选择了物理学。最终,他如愿考入广西大学物理学院。

2015年,刚读大四的封焕波因出色的动手能力,被刘宏邦教授选中,参与X射线偏振探测器的研制,这是一个在国内几乎空白的领域。彼时团队仅有师生二人,他们清理出一间放满桌椅的教室,一点点规划布局、采购设备,硬是把普通教室改造成功能齐全的实验室。

采访当天,封焕波带着记者走进全新的物理实验室。一扇印着“洁净实验室”的玻璃门后,两名学生正穿着实验服操作仪器,这里常年恒温、恒湿,灰尘密度极低,探测器的核心封装全在这里完成。

十年间,封焕波在广西大学读完本科、硕士、博士,留校成为一名教师,他也成长为团队骨干,主导完成CXPD系列立方星有效载荷的集成与在轨验证。如今,研制团队也在不断壮大,已拥有30名成员,包括7名教师和20余名研究生,平均年龄30岁左右。

02 突破技术封锁 实现全链条自主研发

在研制CXPD系列立方星之初,团队联合华中师范大学、中国科学院高能物理研究所、中国科学院大学等单位,组建了CXPD合作组,开展联合技术攻关。没有现成经验,就从基础参数摸索;遇到紧急问题,连夜视频会议讨论解决方案。

探测器的封装技术是最难攻关的技术之一,国外相类似的探测器用特种真空胶水实现气密性封装。封焕波尝试电阻焊、激光焊、超声波焊等多种方式,最终成功实现了探测器的高真空度封装,气密性优于胶水方案,成为团队的一项核心技术突破。

2023年6月,由广西大学主导研制的初代立方星CXPD01成功发射,验证立方星在太空中作业的可行性,而今年发射的CXPD02、03、04立方星搭载了新研制大面积Topmetal芯片,具有更高的X射线偏振探测灵敏度,开展伽马射线暴等暂现源X射线偏振的测量。并且,CXPD立方星实现从核心器件到星载智能系统的全链条自主研制,填补我国在该领域的技术空白。

03 用“小卫星”探路 奔赴星辰大海

“这款X射线偏振探测器,能帮我们看清宇宙中的极端物理环境。”封焕波指着实验室里的探测器模型解释,它专门捕捉宇宙中伽马射线暴等高能天体的偏振信号,就像为宇宙拍摄“立体照片”,能揭示高能天体的磁场结构和辐射机制,对理解宇宙最极端的物理过程意义重大。

2025年5月发射的CXPD03、04立方星,更是搭载了基于人工智能自主研发的天基天文大模型,赋予卫星“思考”能力,能让卫星在飞行中智能捕捉、分析伽马射线暴这类宇宙闪光,并将在轨实现多星协同观测。如今,在轨卫星已持续运行4个月,传回了大量观测数据。

眼下,团队正在为中国空间站项目研制新一代探测器,致力于将更先进的探测技术送上太空。他说:“我们希望探测器更灵敏,捕捉更暗弱的天体信号,帮助人类更深入理解宇宙。”(记者 蒋晓梅)

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