北京時(shí)間2023年7月1日23:11，歐空局（ESA）歐幾里得（Euclid）太空望遠(yuǎn)鏡將由“獵鷹九號(hào)”運(yùn)載火箭從卡納維拉爾角太空軍基地SLC-40工位發(fā)射升空，23:53器箭分離，最早在23:57地面將收到歐幾里得信號(hào)以確認(rèn)航天器工作正常。

歐幾里得（Euclid）太空望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目由歐空局主導(dǎo)，美國(guó)航空航天局（NASA）提供資金和技術(shù)支持，由泰雷茲阿萊尼亞航天公司（Thales Alenia Space）抓總研制并負(fù)責(zé)服務(wù)艙的研制工作，空中客車防務(wù)與航天公司（Airbus Defence and Space）負(fù)責(zé)開發(fā)包括望遠(yuǎn)鏡筒在內(nèi)的有效載荷艙。歐幾里得由服務(wù)艙和載荷艙組成，搭載了2臺(tái)主載荷：1臺(tái)可見光相機(jī)（VISible-wavelength camera，VIS）和1臺(tái)近紅外光譜儀和光度計(jì)（Near-Infrared Spectrometer and Photometer，NISP），后者由美國(guó)航空航天局提供。

作為巡天望遠(yuǎn)鏡，歐幾里得配備了直徑達(dá)1.2米的主鏡，在該器6年的壽命周期里，總測(cè)量面積將達(dá)到15000平方度，超過天球總面積41252.96平方度的1/3，圖像質(zhì)量將是地面巡天望遠(yuǎn)鏡的5倍以上。像歐幾里得這種級(jí)別的巡天望遠(yuǎn)鏡，其反射鏡用的是什么材料？

在歐幾里得太空望遠(yuǎn)鏡中，望遠(yuǎn)鏡筒配備的一個(gè)大反射鏡和其他5個(gè)小反射鏡由30多個(gè)部件和反射鏡組成，加上組成近紅外光譜儀和光度計(jì)的10多個(gè)部件以及圍繞它們的光學(xué)工作臺(tái)都是由相同的材料制成的，不是玻璃，而是一種僅在太空中被發(fā)現(xiàn)自然存在的陶瓷（ceramic）。

歐幾里得的陶瓷構(gòu)件使用的是碳化物陶瓷，其主要成分是碳化硅（Silicon carbide，SiC）。碳化硅（SiC）是已知最硬的材料之一，用于制造切削工具、高性能制動(dòng)器甚至防彈背心，同時(shí)比玻璃輕得多。它與金屬相似，具有高導(dǎo)熱性，但與金屬不同的是，它可以在不變形的情況下經(jīng)歷極端的溫度變化，這使得它非常適合天基天文學(xué)設(shè)備。

碳化硅（SiC）在太空中相對(duì)常見，其由硅和碳在缺氧的情況下結(jié)合而成，在隕石中發(fā)現(xiàn)了少量的碳化硅。在地球上，其首先應(yīng)用于鉆石的替代品。

歐幾里得的陶瓷構(gòu)件由法國(guó)Mersen Boostec公司制造，該公司以前為工業(yè)泵制造碳化硅（SiC）軸承和密封件。此前，該公司為歐空局的赫歇爾（Herschel）太空望遠(yuǎn)鏡制造了直徑3.5米的主鏡，在2009年發(fā)射時(shí)是飛往太空的口徑最大的望遠(yuǎn)鏡，后為羅塞塔（Rosetta）彗星探測(cè)器、蓋亞（Gaia）和詹姆斯·韋伯（James Webb）太空望遠(yuǎn)鏡制造了反射鏡和光學(xué)支架。

歐幾里得主反射鏡的制造過程是從碳化硅（SiC）粉末開始的，將碳化硅粉末擠壓成圓形塊狀的柔軟固體，然后使用計(jì)算機(jī)控制的銑床精確成形。下一步是在2100攝氏度的烤箱中“燒結(jié)”，形成硬質(zhì)陶瓷。接下來使用化學(xué)沉淀法給硬質(zhì)陶瓷涂上一層碳化硅，以填充所有殘留的孔隙，涂層厚度僅為零點(diǎn)幾毫米。再將反射鏡進(jìn)行輕微打磨后，交給Safran-Reosc 公司進(jìn)行拋光和鍍銀。在地球引力作用下，最終的鏡面形狀精確到百萬分之九毫米。在Mersen Boostec公司的產(chǎn)品中，蓋亞（Gaia）的單片矩形主鏡直徑更大，達(dá)到1.5米，但歐幾里得的主鏡是最大的一體式圓形鏡。

歐幾里得兩個(gè)主載荷可見光相機(jī)（VIS）和近紅外光譜儀和光度計(jì)（NISP）都使用一大五小6個(gè)反射鏡?？梢姽庀鄼C(jī)（VIS）在可見光中拍攝到的星系圖像比在地面拍攝到的要大得多。NISP依據(jù)與雷達(dá)槍相同的原理，篩選來自星系的紅外光，以獲得關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括通過測(cè)量它們的“紅移”計(jì)算向外膨脹的速度，這反過來將使天文學(xué)家能夠推斷宇宙的膨脹歷史。

作者：大白高國(guó)