資料圖：國家天文臺X射線成像實驗室研制的龍蝦眼光學組件樣機

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(wèi)星的寬視場聚焦X射線望遠鏡光學組件樣機的研制工作，并通過了專家評審。而這也是國內(nèi)首次完成寬視場聚焦X射線望遠鏡光學組件樣機的研制。

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(wèi)星，其功能是在軟X射線波段開展最高靈敏度的高能暫現(xiàn)天體巡天。如今，國家天文臺的科學家們已經(jīng)完成了關(guān)鍵組件“龍蝦眼”的研制，正在著手開展整機的設(shè)計。

“我們的主要科學目標是探測引力波源的電磁波對應(yīng)體，探測沉寂黑洞的爆發(fā)，并開展各類高能暫現(xiàn)天體的系統(tǒng)性巡天?！表椖渴紫茖W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(jié)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(fā)展趨勢，并在國際上受到了廣泛關(guān)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(yīng)體和沉寂黑洞的爆發(fā)方面。

據(jù)了解，在與引力波探測器協(xié)同觀測引力波事件對應(yīng)的電磁輻射領(lǐng)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(xié)同觀測，可以給出引力波事件發(fā)生的精確的天空位置和伴隨的X射線輻射的信息，并引導地面和天空大型天文設(shè)備做后隨觀測。

“最開始接手這個技術(shù)的時候可以說國內(nèi)還是空白，現(xiàn)在我們已經(jīng)基本掌握了這個技術(shù)。”EP硬件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(tǒng)，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，由于“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，必須采取高精度裝配措施，同時還要保證鏡片不變形。

作為航天的產(chǎn)品，“鏡頭”要求非常結(jié)實，其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(guān)。

“由于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(jié)構(gòu)等措施，最終在第三次成功攻克難關(guān)，成就了今天的龍蝦眼?！睆埑颊f。張臣告訴記者，作為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“龍蝦眼”，就連部分鏡片也是由國內(nèi)生產(chǎn)。

從最開始的設(shè)計，到結(jié)構(gòu)，再到最后的測試，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于其都是獨特設(shè)計的，被用于特定的觀測，是一種定制，所以裝調(diào)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。