从20世纪70年代的第一个X射线天文卫星乌呼鲁X射线卫星开始，X射线天文学经过了半个世纪的发展，在技术上经历了准直望远镜到聚焦成像望远镜的飞跃，所获得的X射线源从最初的几百个发展到现在的几十万个。一大批高性能的空间X射线望远镜在世纪之交不断涌现，作为代表的美国钱德拉X射线天文台，在软X波段（0.5～10keV）达到0.5角秒的角分辨能力，其空间分辨率以及灵敏度将在未来很长时间无法被超越。

国际空间X射线天文也因此从“看得更远和更清”逐步向“看得更精和更准”的方向发展和过渡，而后者的实现主要是通过加大有效探测面积和高性能焦平面探测器，以便得到更短时标的光变行为、更高分辨率的X射线能谱以及对更多物理量的同时的精确测量。

中国的空间天文起步较晚，虽从1977年开始发展了高空科学气球技术和球载硬X射线望远镜，但是真正意义上的卫星高度上的空间天文观测还是从载人航天的空间应用开始的。2001年，太阳及宇宙天体高能辐射监视仪随神舟二号飞船上天，在轨观测半年，探测到30多例γ暴和近百例太阳耀斑爆发事件。2017年6月15日，中国第一个X射线天文卫星——硬X射线调制望远镜（HXMT）卫星上天，截至2022年在轨工作状况良好。在前期学科发展和技术积累的基础上，中国提出了“天体号脉”计划，作为中国空间科学中长期发展规划的科学计划之一。“天体号脉”计划的目标是通过对天体精细的时变、能谱并结合偏振等综合观测，深入研究处于致密天体附近极端物理条件下的极端物理规律。eXTP是“天体号脉”计划提出的中国下一代天文台级X射线卫星项目，是HXMT卫星的后续型号。

eXTP在2007年由中国科学院高能物理研究所提出，2009年获得中国科学院知识创新工程重要方向项目“空间科学预先研究项目（第一批）”的支持；2011年获得中国科学院空间科学先导专项卫星背景型号研究项目的支持，并于2016年完成结题评审；根据现有计划，eXTP预计在2027年前后发射上天。

eXTP充分借鉴HXMT卫星研制经验，采用全新的载荷-平台一体化结构设计（见图），搭载能谱聚焦望远镜阵列（SFA）、偏振聚焦望远镜阵列（PFA）、大面积准直望远镜（LAD）、广角监视器（WFM）等多台高性能X射线探测载荷，实现综合指标显著领先的空间X射线观测，其主要特点是拥有在6keV左右1米²量级的聚焦总探测面积，以及大于3米²的准直面积，总面积达到大于3.6米²。其同样能区的探测面积是2017年6月发射的HXMT卫星30～100倍，在关键的6keV处的聚焦成像面积比欧洲XMM-牛顿望远镜卫星高近一个数量级，其X射线偏振探测有效面积是美国IXPE的4倍。eXTP将在0.5～30keV能段实现高能量分辨率的最灵敏的时变观测，并显著提高X射线偏振观测的灵敏度。

eXTP主要的载荷和技术指标为：①能谱聚焦望远镜阵列（SFA），探测面积不小于0.5m²@6keV，探测谱段0.5～20keV，能量分辨率优于180eV@6keV。②偏振聚焦望远镜阵列（PFA），探测面积不小于0.1m²@6keV，探测谱段2～10keV，能量分辨率优于1.8keV@6keV，最小可测偏振度MDP小于1%。③大面积准直望远镜（LDA），探测面积不小于3m²@6keV，探测谱段2～30keV（可扩展至80keV），能量分辨率优于200eV@6keV。④广角监视器（WFM），探测谱段2～50keV，视场3.2Sr，能量分辨率优于500eV@6keV，定位精度好于1′。

eXTP设计图

eXTP的核心科学目标可概括为“一奇（探索黑洞奇点）、二星（甄别中子星和夸克星）、三极端（检验极端引力、极端密度和极端磁场下的物理规律）”。为实现此核心科学目标所设计的eXTP在X射线的时变和偏振测量上具有前所未有的能力，加上其较宽的能区（0.5～30keV）和良好的能量分辨率（150～200eV），将能够对黑洞和中子星等致密和极端天体开展无可替代的高动态范围和高信噪比的“时变-偏振”和“能谱-时变”测量。

eXTP将为人类给出一批黑洞、中子星等致密天体系统的辐射区几何和动力学的细节和爆发演化的完整历史；通过精确测量黑洞的质量和自转等基本参数理解极端引力规律以及黑洞的形成和演化过程，通过精确测量中子星/夸克星的质量和半径限定极端密度物质的状态方程并且区分中子星和夸克星，通过精确测量极强磁场中子星的表面辐射理解超磁星的性质以及极端磁场物理规律，揭开这些极端天体的神秘面纱。此外，作为一座X射线天文台，eXTP将能够对一批重要的高能和爆发天体开展大量科学观测，推动整个高能天体物理领域的发展。eXTP将是继HXMT之后国内研制的另外一颗大型X射线天文卫星，其包含有效载荷种类多，性能先进，将成为2025年附近针对黑洞和中子星物理等前沿重大科学问题研究的综合性能指标国际领先的空间X射线天文台。