中科院國家天文臺愛因斯坦探針裝上「龍蝦眼」—新聞—科學網

2020-11-30 科學網

 

■本報記者 馬卓敏

近日，中國科學院國家天文臺完成了「愛因斯坦探針」（簡稱EP）衛星的寬視場聚焦X射線望遠鏡光學組件樣機的研製工作，並通過了專家評審。而這也是國內首次完成寬視場聚焦X射線望遠鏡光學組件樣機的研製。

EP是一顆面向時域天文學和高能天體物理的小型天文探測衛星，其功能是在軟X射線波段開展最高靈敏度的高能暫現天體巡天。如今，國家天文臺的科學家們已經完成了關鍵組件「龍蝦眼」的研製，正在著手開展整機的設計。

「我們的主要科學目標是探測引力波源的電磁波對應體，探測沉寂黑洞的爆發，並開展各類高能暫現天體的系統性巡天。」項目首席科學家、國家天文臺空間科學部袁為民告訴《中國科學報》記者。

EP結合了大的瞬時視場和X射線聚焦成像帶來的高靈敏度，代表了下一代的寬視場時域高能天體物理的發展趨勢，並在國際上受到了廣泛關注。專家們預期EP將為時域天文學帶來新的突破，尤其是在探測引力波源的電磁波對應體和沉寂黑洞的爆發方面。

據了解，在與引力波探測器協同觀測引力波事件對應的電磁輻射領域，EP是一個富有競爭力的、高靈敏度的望遠鏡。張臣表示，EP的視場非常大，通過協同觀測，可以給出引力波事件發生的精確的天空位置和伴隨的X射線輻射的信息，並引導地面和天空大型天文設備做後隨觀測。

「最開始接手這個技術的時候可以說國內還是空白，現在我們已經基本掌握了這個技術。」EP硬體團隊負責人張臣比喻，如果說EP是飛行在太空中的相機的話，「龍蝦眼」就是那個完美的鏡頭。「龍蝦的眼睛成像實際上和人的眼睛成像是很不同的，它是一種反射式的系統，我們這個原理和其有相似的地方，所以被命名為『龍蝦眼』。」

張臣告訴記者，由於「龍蝦眼」鏡片非常輕薄，作為望遠鏡的 「鏡頭」對精度和變形度要求非常高，必須採取高精度裝配措施，同時還要保證鏡片不變形。

作為航天的產品，「鏡頭」要求非常結實，其結構可以用粗壯形容，需要將鏡片牢牢固定住，但是高精度的裝配則極盡精巧，還不能讓固定結構破壞鏡片面型。面對這樣一個相互矛盾的要求，張臣團隊開始了嚴苛的科技攻關。

「由於前兩次中的工藝方法導致變形比較厲害，我們通過做力學分析、實驗驗證改進結構等措施，最終在第三次成功攻克難關，成就了今天的龍蝦眼。」張臣說。張臣告訴記者，作為具有自主智慧財產權的「龍蝦眼」，就連部分鏡片也是由國內生產。

從最開始的設計，到結構，再到最後的測試，龍蝦眼全部由國家天文臺的科學家完成。

「X射線望遠鏡和普通光學望遠鏡的不同之處在於其都是獨特設計的，被用於特定的觀測，是一種定製，所以裝調方法也是獨特的。」袁為民介紹說，該研究是在中科院空間科學先導專項背景型號項目支持下完成的。

《中國科學報》 (2016-06-13 第5版 創新周刊)

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