我国太空探测多了个高质量“成像镜头” 捕捉蛛丝马迹会更加清晰

【专家解读】

直径4.03米碳化硅反射镜的诞生，为什么会引发如此高的关注度？南京航空航天大学理学院李晋斌副教授应邀就碳化硅反射镜的相关问题做了科普。他表示，4米量级碳化硅反射镜的诞生，不仅意味着未来太空探测会更加精密，更重要的在于，这一成果表明我国已掌握大口径反射镜最核心技术，标志着我国光学系统制造能力跻身国际先进水平，为我国大口径光电装备跨越升级奠定了坚实基础。

“抛光大镜子”难度在哪？

几乎零误差，精密机械制造技术实现重大突破

碳化硅反射镜的加工过程，俨然是一面“大镜子”正在“抛光”，但碳化硅反射镜的“抛光”，和我们普通意义上的抛光难度显然不是一个数量级。

现代大口径光学系统均采用反射式结构，其中主镜口径直接决定了系统的分辨能力，同时也是系统中制造难度最大的核心关键，为了保证望远镜的分辨率和成像质量，光学系统对反射镜的面型精度有着苛刻的要求。

李晋斌介绍，碳化硅的硬度仅次于金刚石，一整块的碳化硅，镜胚越大，加工的难度越高。以可见光波段观测为例，面型精度也就是镜面的平整程度要求优于20纳米。

为了使这个数字更直观，张学军曾在接受媒体采访时打了一个比方：这就像对北京市大小的土地进行平整，并要求平整度误差小于1毫米。

李晋斌告诉记者，这次，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所成功“抛光”制成的世界上最大口径碳化硅单体反射镜，不仅在误差上实现突破，更是我国精密机械制造基础的一次革新。

长期以来，大口径反射镜镜坯制造和反射镜加工技术，一直被美国、法国、德国等少数西方国家掌握，我国始终不具备自主制造4米量级大口径反射镜能力。只有真正掌握了自主制造4米量级大口径反射镜能力，才能让我国的精密机械制造再进一步。

“大镜子”有什么用？

它的“拍照效果”类似高质量成像镜头

制造出这么大一面碳化硅反射镜可不是为了显摆，因为在航空航天领域，碳化硅反射镜可是大有用途。李晋斌告诉记者，光学仪器分辨率会受到镜头尺寸的影响，口径越大的光学仪器，成像效果会更好。

他做了一个通俗易懂的比方，碳化硅反射镜应用在航空航天领域，俨然是跟随火箭进入太空的“卫星相机”，在4米量级的反射镜没能制造出来之前，我国的太空探测大多停留在“卡片机”阶段，在国外，先进的技术已经让太空探测用上了“单反相机”，比如部分天文爱好者熟悉的空间太空望远镜，它的口径是2.4米，最远能观测到距离地球134亿光年的宇宙深处。

而这一次，我国自主制造的4米量级碳化硅反射镜，不仅可以让太空探测“拍摄”的“图片质量”从“卡片机”蹿升到“单反相机”效果，而且还相当于给“单反相机”加了一个可以高质量成像的镜头，捕捉蛛丝马迹会更加清晰立体。

用拍照来作比方，是为了便于读者理解。李晋斌补充道，碳化硅反射镜进入太空后，“拍照”成像只是最基本的工作，而从空间俯瞰大地、遥感数据、纵观寰宇，都将是大口径碳化硅反射镜的职能工作。

未来，4米口径碳化硅反射镜工程产品即将应用于国家地基大型光电系统，也为空间大口径光学系统的研制解决了核心技术难题。据《扬子晚报》

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