愛因斯坦探針衛星

愛因斯坦探針（Einstein Probe，簡稱EP）計畫是一台面向未來時域天文學和高能天體物理的小型科學探測衛星，是X射線天文衛星。“愛因斯坦探針”就像一台寬視場的攝像機，通過拍攝天空的X光的電影，來監測天體的活動和爆發。

2024年1月9日15時03分，中國在西昌衛星發射中心使用長征二號丙運載火箭，成功將愛因斯坦探針衛星發射升空，衛星順利進入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。此次任務是長征系列運載火箭的第506次飛行。

基本介紹

• 中文名：愛因斯坦探針
• 外文名：Einstein Probe（EP） 

名稱由來

愛因斯坦探針衛星是中國科學院空間科學先導專項研製的一顆空間科學衛星，因主要科學目標涉及黑洞、引力波等愛因斯坦相對論的重要預言，取名為“愛因斯坦探針”。

發展沿革

2013年11月15日，國家天文台組織召開了國家空間科學先導專項背景型號項目“愛因斯坦探針衛星（Einstein Probe）”的科學論證啟動會，暨第一次科學工作組會議。國家天文台領導、國家空間科學中心論證中心領導、來自國內多家天文研究機構和高等院校的高能天體物理與時域天文領域的專鑽煮愉只家學者、項目組成員共50人出席了會議。

2016年12月1日，中國科學院國家空間科學中心召開新聞發布會透露，繼暗物質粒子探測衛星“悟空”、實踐十號返回式科學實驗衛星、量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空並取得初步科學成果後，中國“己詢訂十三五”空間科學任務現已全面啟動，爭取在2020年前後，發射愛因斯坦探針（EP）、先進天基太陽天文台（ASO-S）、全球水循環觀測衛星（WCOM）、磁層－電離層－熱層耦合小衛星星座探測計畫（MIT）、太陽風－磁層相互作用全景成像衛星（SMILE）等多顆科學衛星，實現中國空間科學衛星系列的持續、健康發展。

2022年4月3日訊息，據中國科學院國家空間科學中心訊息，3 月 25 日，中國科學院國家空間科學中心作為愛因斯坦探針（EP）衛星工程總體，在北京組織召開了衛星初樣研製總結暨正樣設計評審會。評審委員會同意通過評審，轉入正樣研製階段。

2023年底，中國計畫發射一顆新的X射線天文衛星——愛因斯坦探針，有望捕捉超新星爆發出的第一縷光。

系統組成

研製目標

其主要目標是在軟X射線（0.5~4keV）波段發現X射線暫現源/劇變源和監測X射線源的變化。為此它具有非常大瞬時視場（60°×60°,約為1球面度即全天立體角的十二分之一），並具有中等空間解析度（半高全寬約5角分）和一定的光譜解析度（約20%）。由於其監視器首次採用了先進的、基於MPO龍蝦眼技術的X射線聚焦成像光學系統，探測靈敏度和巡天捕獲能力Grasp（探測有效面積與視場的乘積）比以往和現有設備高一到兩個數量級，為國際領先水平。衛星在每個97分鐘的軌道內指向5個反太陽方向的觀測天區，每個天拳滲區曝光11分鐘。每三個軌道可幾乎完全覆蓋半個天球。大部分天區的觀測覆蓋次數約在每天5~25次之間。衛星上還搭載一台與大視場監視器能力互補的小視場（約1°×1°）的深度後隨觀測望遠鏡，用於對發現的暫現源/劇變源進行深度後隨觀測。衛星可以發布警報以引艱擊駝導國際上其它空間及地面望遠鏡進行後隨觀測。

工作原理

科學家從龍蝦眼睛奇特的聚焦成像原理中受到啟發，設計出一種特殊的新型X射線望遠鏡，同時具有超大觀測視野和更高的探測靈敏度。愛因斯坦探針衛星採用了龍蝦眼望遠鏡技術，可以對知之甚少的軟X射線波段進行大視場、高靈敏度、快速時域巡天監測。

科學目標

愛因斯坦探針衛星的主要科學目標是：

1. 通過捕捉黑洞偶或產生的X射線暫現信號，發現和探測幾乎所有尺度上訂棗歸朽的沉寂的黑洞，它們是宇宙黑洞的主要存在形式。茅屑宙特別是發現星系中心舉汗檔黑洞潮汐摧毀併吞噬恆星產生的X射線暫現爆發；
2. 與國際上第二代引力波探測設備相配合，探測引力波爆發源的電磁波對應體並對其精確定位。
3. 開展最深靈敏度的、高監測頻度的大視場時域X射線監測，實現對暗弱和遙遠的高能暫現源的全天普查監測，開展大樣本X射線源的時變的巡天監測。這些科學目標涉及的天體包括：幾乎所有尺度的黑洞、引力波源的電磁波對應體、超新星激波暴、活動星系核、中子星、X射線閃、伽馬暴、恆星冕活動等。通過衛星的數據分析，將探究黑洞在宇宙中是否普遍存在，證認引力波暴的天體物理起源並理解其產生的物理過程，揭示強引力場極端物理條件下的過程和規律。衛星的主要科學目標圍繞愛因斯坦廣義相對論的兩個預言——黑洞和引力波，科學影響將涉及大部分的天體物理學分支。其暫現源和爆發源的數據及時發布將產生重要的國際影響。

研究動態

2018年7月4日，中國科學院在北京懷柔科學城宣布 “空間科學（二期）” 戰略性先導科技專項正式啟動。

在衛星工程中，愛因斯坦探針（EP）將在軟X射線波段對宇宙天體開展高靈敏度實時動態巡天監測，有望在發現和探索宇宙中沉寂黑洞的耀發、探尋來自引力波源的X射線信號、發現宇宙中X射線劇變天體等方面取得科學突破。

2022年8月27日，在第二屆中國空間科學大會上，來自中國科學院國家天文台的研究人員發布了EP-WXT探路者的首批在軌實測結果。該設備是愛因斯坦探針(EP)衛星寬視場X射線望遠鏡(WXT)的一個實驗模組，於台北時間2022年7月27日搭載空間新技術試驗衛星發射升空。

2022年12月報導，在中科院空間科學先導專項的支持下，國家天文台成功研製出龍蝦眼聚焦鏡，並由中科院上海技物所集成研製出完整的寬視場X射線望遠鏡，作為中科院愛因斯坦探針（EP）衛星 WXT載荷的一個實驗模組。 該設備的關鍵器件，包括龍蝦眼聚焦鏡和由大陣列CMOS感測器組成的焦面探測器，均為中國自主研發。這也中國科學家創新性的CMOS套用於空間X射線天文探測，屬國際首次。

由中國科學院主導，歐洲航天局、德國馬普地外物理所和法國航天局共同參與的愛因斯坦探針（EP）衛星已完成中歐聯合科學團隊正式成員的組建。4月19日，EP衛星科學團隊啟動會線上上召開，來自中國（包括港台地區）和歐洲6個國家的超過130位科研人員出席了會議。

發射記錄

2024年1月9日15時03分，中國在西昌衛星發射中心使用長征二號丙運載火箭，成功將愛因斯坦探針衛星發射升空，衛星順利進入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。此次任務是長征系列運載火箭的第506次飛行。

研製單位

“愛因斯坦探針”衛星工程大總體和地面支撐系統由中國科學院國家空間科學中心負責研製建設，衛星系統由中國科學院微小衛星創新研究院負責抓總研製，科學套用系統由中國科學院國家天文台負責研製建設，測控系統由中國西安衛星測控中心負責實施，運載火箭由中國航天科技集團有限公司第一研究院負責研製生產。

工作原理

科學家從龍蝦眼睛奇特的聚焦成像原理中受到啟發，設計出一種特殊的新型X射線望遠鏡，同時具有超大觀測視野和更高的探測靈敏度。愛因斯坦探針衛星採用了龍蝦眼望遠鏡技術，可以對知之甚少的軟X射線波段進行大視場、高靈敏度、快速時域巡天監測。

科學目標

愛因斯坦探針衛星的主要科學目標是：

1. 通過捕捉黑洞偶或產生的X射線暫現信號，發現和探測幾乎所有尺度上的沉寂的黑洞，它們是宇宙黑洞的主要存在形式。特別是發現星系中心黑洞潮汐摧毀併吞噬恆星產生的X射線暫現爆發；
2. 與國際上第二代引力波探測設備相配合，探測引力波爆發源的電磁波對應體並對其精確定位。
3. 開展最深靈敏度的、高監測頻度的大視場時域X射線監測，實現對暗弱和遙遠的高能暫現源的全天普查監測，開展大樣本X射線源的時變的巡天監測。這些科學目標涉及的天體包括：幾乎所有尺度的黑洞、引力波源的電磁波對應體、超新星激波暴、活動星系核、中子星、X射線閃、伽馬暴、恆星冕活動等。通過衛星的數據分析，將探究黑洞在宇宙中是否普遍存在，證認引力波暴的天體物理起源並理解其產生的物理過程，揭示強引力場極端物理條件下的過程和規律。衛星的主要科學目標圍繞愛因斯坦廣義相對論的兩個預言——黑洞和引力波，科學影響將涉及大部分的天體物理學分支。其暫現源和爆發源的數據及時發布將產生重要的國際影響。

研究動態

2018年7月4日，中國科學院在北京懷柔科學城宣布 “空間科學（二期）” 戰略性先導科技專項正式啟動。

在衛星工程中，愛因斯坦探針（EP）將在軟X射線波段對宇宙天體開展高靈敏度實時動態巡天監測，有望在發現和探索宇宙中沉寂黑洞的耀發、探尋來自引力波源的X射線信號、發現宇宙中X射線劇變天體等方面取得科學突破。

2022年8月27日，在第二屆中國空間科學大會上，來自中國科學院國家天文台的研究人員發布了EP-WXT探路者的首批在軌實測結果。該設備是愛因斯坦探針(EP)衛星寬視場X射線望遠鏡(WXT)的一個實驗模組，於台北時間2022年7月27日搭載空間新技術試驗衛星發射升空。

2022年12月報導，在中科院空間科學先導專項的支持下，國家天文台成功研製出龍蝦眼聚焦鏡，並由中科院上海技物所集成研製出完整的寬視場X射線望遠鏡，作為中科院愛因斯坦探針（EP）衛星 WXT載荷的一個實驗模組。 該設備的關鍵器件，包括龍蝦眼聚焦鏡和由大陣列CMOS感測器組成的焦面探測器，均為中國自主研發。這也中國科學家創新性的CMOS套用於空間X射線天文探測，屬國際首次。

由中國科學院主導，歐洲航天局、德國馬普地外物理所和法國航天局共同參與的愛因斯坦探針（EP）衛星已完成中歐聯合科學團隊正式成員的組建。4月19日，EP衛星科學團隊啟動會線上上召開，來自中國（包括港台地區）和歐洲6個國家的超過130位科研人員出席了會議。

發射記錄

2024年1月9日15時03分，中國在西昌衛星發射中心使用長征二號丙運載火箭，成功將愛因斯坦探針衛星發射升空，衛星順利進入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。此次任務是長征系列運載火箭的第506次飛行。

研製單位

“愛因斯坦探針”衛星工程大總體和地面支撐系統由中國科學院國家空間科學中心負責研製建設，衛星系統由中國科學院微小衛星創新研究院負責抓總研製，科學套用系統由中國科學院國家天文台負責研製建設，測控系統由中國西安衛星測控中心負責實施，運載火箭由中國航天科技集團有限公司第一研究院負責研製生產。