國(guó)際在線吉林報(bào)道（陳施）：2018年8月21日，由中科院長(zhǎng)春光機(jī)所承擔(dān)的國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目“4米量級(jí)高精度SiC非球面反射鏡集成制造系統(tǒng)”在長(zhǎng)春通過項(xiàng)目驗(yàn)收，標(biāo)志著中國(guó)大口徑碳化硅非球面光學(xué)反射鏡制造領(lǐng)域的技術(shù)水平已經(jīng)躋身國(guó)際先進(jìn)行列。  

4米口徑高精度碳化硅非球面反射鏡【中科院長(zhǎng)春光機(jī)所供圖  】

大口徑高精度非球面光學(xué)反射鏡技術(shù)是高性能光學(xué)系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)，也是促進(jìn)高分辨率空間對(duì)地觀測(cè)、深空探測(cè)和天文觀測(cè)等領(lǐng)域發(fā)展的支撐技術(shù)。大口徑高精度非球面光學(xué)反射鏡是高分辨率空間對(duì)地觀測(cè)、深空探測(cè)和天文觀測(cè)系統(tǒng)的核心元件，其制造技術(shù)水平對(duì)一個(gè)國(guó)家的國(guó)防安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、基礎(chǔ)科研能力具有重要意義，也是衡量一個(gè)國(guó)家高性能光學(xué)系統(tǒng)的研制水平的重要標(biāo)志。此前，中科院長(zhǎng)春光機(jī)所完成了4.03米大口徑碳化硅反射鏡研制，是世界上大口徑碳化硅單體反射鏡。這一成果標(biāo)志中國(guó)光學(xué)系統(tǒng)制造能力躋身國(guó)際先進(jìn)水平，為中國(guó)大口徑光電裝備跨越升級(jí)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。  

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中科院長(zhǎng)春光機(jī)所副所長(zhǎng)張學(xué)軍研究員表示，大口徑碳化硅反射鏡制造難度主要集中在反射鏡鏡坯制造、反射鏡光學(xué)加工等制造工藝環(huán)節(jié)，國(guó)際上大口徑碳化硅反射鏡鏡坯制造和反射鏡加工技術(shù)一直被美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等少數(shù)西方國(guó)家掌握。  

為打破壟斷，2009年年底，在中科院和財(cái)政部的策劃支持下，中科院長(zhǎng)春光機(jī)所啟動(dòng)“4米量級(jí)高精度SiC非球面反射鏡集成制造系統(tǒng)”研制項(xiàng)目。張學(xué)軍說，大口徑高精度碳化硅非球面反射鏡制造難度極大，其主要關(guān)鍵技術(shù)瓶頸在于碳化硅材料制備、非球面加工檢測(cè)以及高性能改性鍍膜三個(gè)方面。  

碳化硅陶瓷材料是高穩(wěn)定性光學(xué)反射鏡材料，跟傳統(tǒng)光學(xué)玻璃材料相比大幅提升大口徑成像系統(tǒng)性能。張學(xué)軍說，從碳化硅粉末，到最終變成高剛度、高面形精度的４米反射鏡，中科院長(zhǎng)春光機(jī)所科研團(tuán)隊(duì)耗時(shí)十余年、經(jīng)歷數(shù)百次實(shí)驗(yàn)探索與工藝驗(yàn)證，最終達(dá)到極高的精度標(biāo)準(zhǔn)，“對(duì)鏡面形狀精度和表面質(zhì)量極高要求，做到20個(gè)納米精度，相當(dāng)于把4米的反射鏡放大到北京市的面積，進(jìn)行土地平整，東南角和西北角的高低差要在正負(fù)零點(diǎn)幾毫米，還要求保持穩(wěn)定?！?/span>

碳化硅鏡坯研究團(tuán)隊(duì)【中科院長(zhǎng)春光機(jī)所供圖  】  

然而，長(zhǎng)春光機(jī)所研究團(tuán)隊(duì)依靠“方向正確”和“自主可控”，來走通這條難度極大的道路?！拔覀冞x擇用最優(yōu)材料碳化硅來解決工程問題，國(guó)際上大到直徑1.5米，一開始認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)很大，經(jīng)十幾年的時(shí)間，我們攻克了技術(shù)路線和關(guān)鍵技術(shù)，最終把這條路走通了，而且這里涉及到的關(guān)鍵核心裝備，都是我們自己研制的，體現(xiàn)了我們的自主可控。”張學(xué)軍說。  

張學(xué)軍透露，此項(xiàng)目已成功牽引出多項(xiàng)國(guó)家重大型號(hào)項(xiàng)目，總經(jīng)費(fèi)近50億元，還將持續(xù)應(yīng)用于空間站多功能光學(xué)設(shè)施、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃——“靜止軌道高分辨率輕型成像相機(jī)系統(tǒng)技術(shù)”等一系列國(guó)家重大基礎(chǔ)研究和工程項(xiàng)目研制。  

長(zhǎng)春光機(jī)所研究人員在查看碳化硅非球面反射鏡的工作狀態(tài)【中科院長(zhǎng)春光機(jī)所供圖  】 

此前，國(guó)家重大科研裝備驗(yàn)收專家組給出的驗(yàn)收意見提到，此項(xiàng)目是我國(guó)在大口徑光學(xué)制造領(lǐng)域的重大技術(shù)突破，形成了大口徑系列反射鏡研制能力，1.5米口徑和2米口徑SiC反射鏡已成功應(yīng)用于國(guó)家重大型號(hào)任務(wù)，4米口徑SiC反射鏡工程產(chǎn)品即將應(yīng)用于國(guó)家地基大型光電系統(tǒng)，也為大口徑光學(xué)系統(tǒng)的研制解決了核心技術(shù)難題。  

據(jù)了解，2022年，在中國(guó)空間站的多功能光學(xué)設(shè)施上將使用中國(guó)自主研制的大口徑反射鏡。未來，４米量級(jí)反射鏡也將應(yīng)用在中國(guó)新一代光電觀測(cè)系統(tǒng)中。  

編輯：杜偉