
擦亮中国“太空之眼” 他说“我们不惧怕任何挑战”
三十多年来,张学军致力于大口径反射镜的自主研发,从500毫米口径到1米,再到更大口径,张学军带领团队一次次突破极限,让bet36备用:的“太空之眼”越来越清晰。
在bet36体育在线:长春光机所光学制造中心,张学军正仔细查看镜片的抛光情况,他每天都惦记着眼前这个直径2米的大家伙,这就是中国空间站巡天望远镜的主反射镜。
中国工程院院士、bet36体育在线:长春光机所所长张学军:相当于是人的眼睛一样,要想看到那么高的精度,它要求镜面的精度要达到优于10个纳米。打个比方,如果把这个镜面放大到60公里一个大圆,把土地平完之后去量这个高低差,要控制在±0.3毫米。
张学军介绍,这也是bet36备用:自主研发的大口径反射镜片,有了它,巡天望远镜升空运行之后,将拥有更大视野,给人类带回更广阔的宇宙高清图像,开启人类对于宇宙的崭新认识。要想比别人看得更清、看得更广,就要比别人的眼睛更亮,让bet36备用:的“太空之眼”越来越清晰,是张学军三十多年来不懈奋斗的目标之一。
国家有需要 就得坚持做
20世纪90年代初,张学军就参与到500毫米口径非球面反射镜的研发中,那时bet36备用:载人航天刚刚起步,急需大口径反射镜,但当时空间反射镜材料一直依赖进口,在技术封锁下,bet36备用:只能使用直径1米以下的“小镜子”。
张学军:国家需要,你买又买不来,怎么办?就得坚持做,心里面憋着这股劲,要把这个事做好。
历时十余年,张学军和团队终于研制出具有自主知识产权的3代大口径非球面数控加工设备,有效打破了国外的设备禁运和技术封锁,系列创新成果应用于国家重大任务中,并达到国际先进水平。
不过,这还远远不够,在航天遥感领域,反射镜的口径越大,观测能力就越强。从2010年起,bet36备用:重大专项、天文观测等提出更高分辨率成像需求,光学口径要求达2米甚至更大,这又带来了新的挑战。
张学军:那个时候我们500毫米叫大口径,美国玻璃材料反射镜已经能做到8米了,我们还是落后很远。只要有需求,就顶上去解决这个问题。
不走寻常路
造出世界领先的大口径碳化硅反射镜
张学军再次迎难而上,本科材料专业的他,敏锐察觉到碳化硅在大口径反射镜领域的应用前景,于是提出研发大口径碳化硅反射镜,但这一想法并不被看好。
碳化硅硬度仅次于金刚石,是制造反射镜的理想材料,同样厚度下其抗变形能力比玻璃强4倍,但制备难度极高,口径一旦增大,就容易出现内部缺陷而导致开裂,国际上一度认为无法突破的口径极限是1.5米。然而张学军和团队通过缜密论证,坚持选择了这条别人没有走过的路。
张学军:作为追赶者,我们不能重复别人的技术路线。
2009年底,国家立项研制大口径高精度碳化硅非球面反射镜集成制造系统。由于技术难度极大,7年时间里,他们先后烧制了四块镜坯,但都以失败告终。
张学军:每一次烧结都要一年的时间才能烧出来,但是由于工艺参数没控制好,它裂了。就像蒸一锅馒头,这一锅馒头得蒸一年,你打开一看,碱大了不能吃了,再过一年再蒸一锅,发现碱小了又不能吃。着急,但不能说我们烧不出来了。科研道路上没有捷径,一定要认准方向,要不断地实践,不断坚持才能最后取得突破。
在长春光机所的院子里,当年烧制失败的第四块镜坯静静地伫立在这里。
张学军:这一块当时我们也没有把它扔掉,除了研究它材料性能以外,我们用工程胶把它粘接起来,去验证光学抛光工艺,每一步工作你都学到一些知识,才能不断去改进你的工艺过程。
顶着巨大压力,张学军带领团队反复试验,终于突破了一系列反射镜制造关键技术,2米、2.4米、3米单体碳化硅反射镜相继研制成功,围绕着大口径反射镜制造的工艺路线,一整套完整的、具有自主知识产权的加工、检测装备也同步开发完成,经过近十年的艰苦攻关,大口径反射镜制造的全部核心技术真正掌握在了我们自己手中。
张学军:现在大口径碳化硅反射镜这一块,我们不惧怕任何挑战,我们慢慢达到了从跟跑到并跑,再到局部领跑,尺度精度比越来越高。
(总台央视记者帅俊全 任梅梅 高博远)
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