中国空间科学学会

会员登录 会员注册
学会动态
前沿动态
 

关注关注中国空间科学学会CSSR公众号

 

关注关注空间科学学报公众号

2022年科技工作者日暨科技周 | “最美科技工作者”熊少林:“极目”远眺,揭秘宇宙高能爆发天体
发布时间: 2022年5月27日

 

熊少林,中国科学院高能物理研究所研究员,粒子天体物理研究中心副主任,主要从事高能天体物理和空间天文研究。

 

 

 

主要事迹

      ✦     

 

熊少林研究员是我国年轻的空间科学卫星首席科学家,2004年本科毕业于清华大学工程物理系,2010年博士毕业于中国科学院大学,2015年作为引进人才任职于中国科学院高能物理研究所,历任副研究员、研究员。长期从事高能天体物理和空间天文的科学观测、数据分析和仪器研制等工作。 

熊少林研究员于2016年提出 “怀柔一号“极目卫星(GECAM)项目,设计了一系列创新的探测方案,并领导该卫星的工程研制、科学观测和科学研究等工作。此外,他作为骨干成员,参与了我国多个空间高能天文望远镜的设计、研制和科学运行,包括慧眼卫星(Insight-HXMT)、天宫二号天极望远镜(POLAR)以及中法合作空间变源监测器(SVOM)等;还作为主要成员,参与了一系列重要的科学发现工作,包括利用慧眼卫星发现首个快速射电暴的X射线对应体,证认快速射电暴起源于磁星;利用慧眼卫星对首个双中子星并合引力波事件进行观测,帮助理解引力波的产生过程和辐射性质;利用费米卫星(Fermi)发现并详细研究迄今最亮的伽马暴,利用天宫二号天极望远镜高精度测量伽马暴瞬时辐射的偏振性质,加深了人们对伽马暴的爆发机制和辐射性质的理解。他在包括《科学》《自然》《自然-天文学》等主流学术期刊发表论文100余篇,研究成果被国内外媒体报导。 

 

1. “怀柔一号”极目卫星

2016 年2月,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布首次直接探测到引力波,此后不久,熊少林研究员敏锐地意识到引力波高能电磁对应体的探测研究对于我国是一个重要机遇,因此,基于我国在慧眼卫星、天宫二号天极望远镜等项目的研究基础以及创新的方案,他提出并领导研制了综合探测性能领先的“怀柔一号”极目卫星项目,力争使我国在引力波多信使天文时代的高能天体爆发观测研究领域实现重大突破。

在项目研制的初期,熊少林作为首席科学家不仅负责科学目标的研究和论证等工作,而且负责整体探测方案的设计验证等仪器研究工作,提出了新颖的双星星座联合探测方案,设计了探测器组合配置,发展了关键的数据分析算法,并带领团队在短期内攻克了紧凑型高性能空间伽马射线探测器的关键技术,为项目工程立项和顺利实施打下了坚实基础。

 “怀柔一号”卫星作为我国首个机遇型空间科学项目,于2018年入选了中国科学院“空间科学”(二期)战略性科技先导专项,并获得正式工程立项。在各级领导部门的关心和支持下,研制团队克服了疫情的不利影响,按期完成工程研制并成功发射。目前,“怀柔一号”极目卫星已经探测发现数百个伽马暴、磁星爆发、X 射线双星爆发、太阳耀斑以及地球伽马闪等空间高能爆发现象,已发表论文30 余篇,研究成果在国内外产生了良好的反响,为我国在高能爆发天体探测研究等方面做出了重要贡献。

 

2. 技术创新

为了满足科学观测需求,要求“怀柔一号”卫星在轨观测期间对高能天体爆发现象进行实时触发、定位,并尽快下传触发信息,从而引导国内外各种望远镜进行联合观测。但我国没有可供科学卫星即时下行数据的基础设施,使用国外的系统不仅昂贵、研制周期长,而且受制于人。熊少林创新性地提出将北斗三号卫星导航系统的短报文服务应用于地球轨道的卫星,从而实现卫星数据准实时下行的方案。在各有关部门的大力支持和帮助下,该方案经过在轨实测验证取得了圆满成功,并已经拓展应用到我国其它空间科学卫星项目,打破了发达国家在空间科学卫星即时下行观测数据方面的垄断。

另外,为了在保证探测性能的前提下,尽量降低卫星成本,熊少林研究员提出溴化镧晶体匹配硅光电倍增器的轻量化高性能探测器方案,并带领团队攻克了关键技术,验证了技术可行性,为怀柔一号的成功研制打下了坚实基础。该探测器方案是国际上首款该类型的探测器,在轨运行良好,获得了国内外项目团队的关注,已经拓展应用到其它空间科学卫星项目。

 

 

感人故事

 

1. 坚持工作在第一线

在“怀柔一号”的工程研制期间,熊少林研究员始终坚持工作在第一线,参与方方面面的工作,包括科学目标研究、探测方案设计、仪器性能需求分析、测试方案制定、数据分析和判读、故障排查、数据分析算法和方法研究、软件设计和开发等工作。

熊少林研究员坚持参加载荷和卫星的重要测试,不管是在烟台、上海还是发射场,总是到现场参与实验和数据分析工作。在一次载荷和卫星平台的联合测试中,同事发现载荷指令发送异常,经过多方排查仍找不到原因。因为研制进度已经极为紧张,如果不能很快解决掉这个问题,势必影响卫星的发射和在轨运行安全。他跟同事一起到试验现场熬夜测试,分析了大量测试数据,当天晚上便发现了问题的根源,解决了这个非常棘手的拦路虎。

“怀柔一号”发射前,熊少林带领团队开展卫星载荷全面测试验证和数据分析等工作。每天测试完成后,不论多晚,都坚持完成当天测试数据的分析,不放过测试中出现的任何疑点,发现并解决了在轨触发定位软件触发处理流程卡死、数据格式不匹配、探测器噪声干扰等问题,为卫星成功发射和在轨运行排除了潜在风险。

 

2. 坚持梦想,永不言弃

“怀柔一号”作为我国首个机遇型空间科学项目,研制周期只有短短2年,研制进度本来就极为紧张,又碰上突如其来的疫情,严重影响了研制进度,国内外专家都在怀疑能否按期发射。熊少林研究员深知“怀柔一号”的重要意义,带领团队夜以继日地工作,在各级领导和兄弟单位的关心支持下,整个团队发挥超常的战斗力,克服了疫情的不利影响,按期完成工程研制并成功发射。

虽然卫星入轨后碰到了意料之外的困难,熊少林研究员坚持永不放弃的精神,带领团队通过艰苦的努力,最大限度地挽救了卫星的科学观测能力,并通过创新思维,充分挖掘了卫星的观测效能,使“怀柔一号”不断产出重要科学成果,已成为我国首个兼具视场大、能段宽、灵敏度高、定位准以及天文警报信息下传快的空间望远镜。