西安光機(jī)所新型光學(xué)成像體制實(shí)現(xiàn)國內(nèi)首次在軌演示驗(yàn)證

9月23日，記者從西安光機(jī)所獲悉：經(jīng)過一個(gè)月的在軌測試，由中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新院抓總研制的“創(chuàng)新X”系列首發(fā)星（空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星）工作正常，搭載的多個(gè)科學(xué)載荷按計(jì)劃開展了測試，并獲得首批科學(xué)成果。西安光機(jī)所研制的全鋁自由曲面相機(jī)（FAIT）作為“創(chuàng)新X”系列首發(fā)星載荷之一，在軌測試取得圓滿成功，獲得了首批高質(zhì)量對(duì)地觀測和夜間觀星圖像，國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了“全鋁光機(jī)+全自由曲面”新型光學(xué)成像體制的在軌演示驗(yàn)證，取得多項(xiàng)技術(shù)突破。

西安光機(jī)所科研人員介紹，F(xiàn)AIT大膽使用“自由曲面聯(lián)合體”的先進(jìn)設(shè)計(jì)思想，所有鏡片都采用自由曲面面型，替代傳統(tǒng)球面或非球面鏡片，充分釋放光學(xué)設(shè)計(jì)自由度，在相同體積和空間布局約束下，光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)提升近10倍。

同時(shí)，F(xiàn)AIT還創(chuàng)新采用全鋁光機(jī)構(gòu)型，即光學(xué)鏡片和機(jī)械結(jié)構(gòu)都采用同一種鋁合金材料，替代傳統(tǒng)“玻璃鏡片+選配結(jié)構(gòu)”的光機(jī)構(gòu)型。據(jù)介紹，全鋁光機(jī)具備造價(jià)低、制造周期短、無熱化等優(yōu)勢(shì)，其整機(jī)對(duì)環(huán)境溫度變化不敏感，在軌實(shí)測溫度偏差30攝氏度時(shí)相機(jī)成像質(zhì)量無明顯變化，從而大幅降低溫控需求。此外，全鋁光機(jī)還可以在極低溫工況下工作，與韋伯望遠(yuǎn)鏡類似，有助于實(shí)現(xiàn)弱紅外目標(biāo)的高靈敏度探測。

經(jīng)過多年攻關(guān)，西安光機(jī)所科研團(tuán)隊(duì)先后突破了自由曲面設(shè)計(jì)、加工、檢測、裝配等多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)，核心光學(xué)元器件和光學(xué)系統(tǒng)性能均達(dá)到國際較高水平。此次FAIT在軌測試任務(wù)的圓滿完成，是西安光機(jī)所金屬自由曲面光學(xué)成像技術(shù)由基礎(chǔ)研究跨越至工程應(yīng)用的重要標(biāo)志，可為解決我國光學(xué)載荷探測與成像性能提升問題提供重要技術(shù)支撐，未來有望在廣域高分辨率對(duì)地遙感成像、高時(shí)效高靈敏空間目標(biāo)探測、光學(xué)載荷大規(guī)模組網(wǎng)等重要領(lǐng)域開展創(chuàng)新應(yīng)用。 （記者 霍強(qiáng)）