自2022年10月9日发射入轨一个多月以来，中国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”三大载荷之一的硬X射线成像仪（HXI）开展了各项在轨测试和定标工作。科技日报记者获悉，中国科学院紫金山天文台11月21日发布了HXI首张科学图像。此次发布的HXI首图是对2022年11月11日01时（世界时）爆发的一个M级太阳耀斑的成像，当时HXI开机仅20天。

“夸父一号”卫星HXI载荷对太阳耀斑的两能段硬X射线成像（25-30和30-35 keV，等值线）叠加在SDO卫星AIA 1700埃图像背景上。中国科学院紫金山天文台供图

　　“夸父一号”卫星工程首席科学家甘为群介绍，经过多方比对并经后续观测反复确认，这是我国首次获得太阳硬X射线图像，也是当下国际上地球视角唯一的太阳硬X射线图像，图像质量达到了国际先进水平。硬X射线成像原理与普通光学成像不同，除了精密的光学系统，还需要后端的成像算法等一系列处理。

　　HXI载荷数据科学家苏杨表示，科研团队通过将11月11日爆发的“双十一”系列耀斑的HXI数据与太阳动力学天文台（SDO）上的太阳大气成像仪（AIA）图像进行比对后证明，HXI各项功能指标达到预期目标，准直器性能、对齐精度、指向镜数据、探测器性能、成像算法、修正算法、能量定标算法均达到理想效果。更难得的是，在准直器前后1.2米距离上最难对齐的36微米节距光栅子准直器（最高分辨率达到3.2角秒）在成像中也表现突出。这说明，在尚未进行光栅定标的情况下，成像的优越性能已经超过HXI团队的预期，未来在进行详细的光栅子准直器定标后预计会达到更好的成像质量。

峰值期间的HXI 25-30 keV硬X射线源（等值线）叠加在SDO/AIA 1700埃图像上。图片来源：央视新闻客户端

　　HXI由紫金山天文台牵头负责研制，承担着“一磁两暴”中观测太阳耀斑非热辐射的任务。HXI由3台结构上独立的单机组成：准直器、量能器以及电控箱，它们相当于相机中的镜头、电荷耦合器件（CCD）和控制系统。

　　当X射线照射HXI准直器时，一部分光子透过金属钨光栅间的狭缝进入探测器，一部分光子由于光栅的阻挡而无法被探测器探测到。随着光子入射方向的改变, 它们在探测器上的透过率将会发生变化，并且呈现周期性的三角波函数。

　　为了获得太阳源区的硬X射线图像，HXI使用了多达91个子准直器，它们具有不同的节距和角度组合。科研人员通过综合解读每个探测器的计数，利用它们之间的相互关系来获得图像。

“夸父一号”示意图。卫星研制团队供图

　　HXI探测器就像一只高科技复眼，其中不同节距不同摆放角的光栅就好比许多大小迥异的镜筒，各司其职，有的擅长看大轮廓，有的擅长看小细节，把它们都综合起来，就是一组强大的观测阵列。

　　作为中国首颗综合性太阳探测卫星，“夸父一号”卫星的科学目标瞄准“一磁两暴”，即同时观测太阳磁场及太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射，研究它们的形成、演化、相互作用和彼此关联，同时为空间天气预报提供支持。（科技日报原文：请点击前往）

 

  可以看出，文章中对HXI准直器和指向镜的表现评价非常高，这个单机产品就出自西安光机所，由月球与深空探测技术研究室牵头实施。四年来，研制团队先后自主攻关了光栅层叠胶结、前后光栅对准、准直器稳定、形变测量等多项关键技术，此次优质成像充分验证了西光方案的可行性、可靠性。HXI首图发布，是对项目组夜以继日攻坚克难的有力回报，更是对西光人在深空探测领域不断前行的极大鼓舞，接下来我们将再接再厉，不断为建设航天强国发光发热。