08.22 不懼西方封鎖,中國攻關十年造出“大眼睛”,精度超美軍最強衛星

8月21日,中科院長春光機所研製的4.03米大口徑反射鏡成功通過驗收,這面“大鏡子”是世界上有公開報道的最大口徑碳化硅單體反射鏡,標誌我國光電裝備製造系統躋身國內一流水平。

對於望遠鏡而言,成像清晰度,也就是分辨率,遠比放大倍率來的重要,基於幾何光學中的瑞利公式,分辨兩個相鄰物象的極限分辨角越小,望遠鏡的分辨率就越高;

而極限分辨角是由光的波長和主反射鏡直徑決定的,在光的波長固定的情況下,要提高分辨率,那麼就必須要使用更大的主反射鏡。

不懼西方封鎖,中國攻關十年造出“大眼睛”,精度超美軍最強衛星

而人類對主反射鏡直徑,也就是望遠鏡“口徑”的追求,可以說是“大無止境”。數年前升空的“哈勃”望遠鏡,口徑就有2.4米,遠望至距離地球134億光年的宇宙深處;

口徑3.67米的AEOS望遠鏡則能在哥倫比亞號航天飛機混亂的事故現場鎖定10釐米大的碎片,可以避免日後類似的慘劇再度發生……

然而這些“大眼睛”們超高的分辨率,除了用於科研探索,也能被用於刺探他國情報,美國最強的偵察衛星鎖眼-12就也擁有一隻超過3米的“大眼睛”,分辨率可達0.1米,號稱“能在太空看清人民日報上的標題”。

不懼西方封鎖,中國攻關十年造出“大眼睛”,精度超美軍最強衛星

顯而易見,這種在軍事上意義極大的反射鏡的加工技術,西方肯定對我國進行了封鎖,這類技術一直掌握在美、德、法等國手中,我國始終不具備加工製造4米級大口徑反射鏡的能力。

這類反射鏡的鏡胚材料一般會選擇剛度和熱穩定性都最好的碳化硅,我國長春光機所歷經10餘年攻關,終於在2016年成功使用氣相沉積法燒結制造出了4米級碳化硅反射鏡的毛胚,但後續挑戰依然艱鉅,如何把粗糙的毛胚拋光成一面鏡子,這又是一個難題。

不懼西方封鎖,中國攻關十年造出“大眼睛”,精度超美軍最強衛星

碳化硅的硬度僅次於金剛石,讓大部分現代加工手段都在它面前失去了作用,長春光機所運用計算機控制技術,並且採用磁流變拋光等先進精密拋光技術,“軟磨硬泡”兩年,終於實現了4米大口徑非球面反射鏡的高精度光學加工。

目前,長春光機所研製的2米級反射鏡已經成功應用於8月14日發射的高分11號衛星上,據報道這款高分辨率光學衛星的精度已經達到了鎖眼-12的水平,長春光機所的4米級反射鏡肯定也將投入應用,可以說,在未來,我們中國的衛星很快就能“從太空裡看華爾街日報”了。


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