在第九個“全國科技工作者日”到來之際，中國科學院和中央電視臺聯合策劃“大國科學家”系列報道在中央電視臺新聞頻道連續播出。本期推出《張學軍：挑戰極限 擦亮中國“太空之眼”》。

三十多年來，張學軍致力于大口徑反射鏡的自主研發，從500毫米口徑到1米，再到更大口徑，張學軍帶領團隊一次次突破極限，讓我國的“太空之眼”越來越清晰。

在中國科學院長春光學精密機械與物理研究所（以下簡稱長春光機所）光學制造中心，張學軍正仔細查看鏡片的拋光情況，他每天都惦記著眼前這個直徑2米的大家伙，這就是中國空間站巡天望遠鏡的主反射鏡。

中國工程院院士、中國科學院長春光機所所長 張學軍：相當于是人的眼睛一樣，要想看到那么高的精度，它要求鏡面的精度要達到優于10個納米。打個比方，如果把這個鏡面放大到60公里一個大圓，把土地平完之后去量這個高低差，要控制在±0.3毫米。

張學軍介紹，這也是我國自主研發的大口徑反射鏡片，有了它，巡天望遠鏡升空運行之后，將擁有更大視野，給人類帶回更廣闊的宇宙高清圖像，開啟人類對于宇宙的嶄新認識。要想比別人看得更清、看得更廣，就要比別人的眼睛更亮，讓我國的“太空之眼”越來越清晰，是張學軍三十多年來不懈奮斗的目標之一。

國家有需要 就得堅持做

20世紀90年代初，張學軍就參與到500毫米口徑非球面反射鏡的研發中，那時我國載人航天剛剛起步，急需大口徑反射鏡，但當時空間反射鏡材料一直依賴進口，在技術封鎖下，我國只能使用直徑1米以下的“小鏡子”。

張學軍：國家需要，你買又買不來，怎么辦？就得堅持做，心里面憋著這股勁，要把這個事做好。

歷時十余年，張學軍和團隊終于研制出具有自主知識產權的3代大口徑非球面數控加工設備，有效打破了國外的設備禁運和技術封鎖，系列創新成果應用于國家重大任務中，并達到國際先進水平。

不過，這還遠遠不夠，在航天遙感領域，反射鏡的口徑越大，觀測能力就越強。從2010年起，我國重大專項、天文觀測等提出更高分辨率成像需求，光學口徑要求達2米甚至更大，這又帶來了新的挑戰。

張學軍：那個時候我們500毫米叫大口徑，美國玻璃材料反射鏡已經能做到8米了，我們還是落后很遠。只要有需求，就頂上去解決這個問題。

不走尋常路

造出世界領先的大口徑碳化硅反射鏡

張學軍再次迎難而上，本科材料專業的他，敏銳察覺到碳化硅在大口徑反射鏡領域的應用前景，于是提出研發大口徑碳化硅反射鏡，但這一想法并不被看好。

碳化硅硬度僅次于金剛石，是制造反射鏡的理想材料，同樣厚度下其抗變形能力比玻璃強4倍，但制備難度極高，口徑一旦增大，就容易出現內部缺陷而導致開裂，國際上一度認為無法突破的口徑極限是1.5米。然而張學軍和團隊通過縝密論證，堅持選擇了這條別人沒有走過的路。

張學軍：作為追趕者，我們不能重復別人的技術路線。

2009年底，國家立項研制大口徑高精度碳化硅非球面反射鏡集成制造系統。由于技術難度極大，7年時間里，他們先后燒制了四塊鏡坯，但都以失敗告終。

張學軍：每一次燒結都要一年的時間才能燒出來，但是由于工藝參數沒控制好，它裂了。就像蒸一鍋饅頭，這一鍋饅頭得蒸一年，你打開一看，堿大了不能吃了，再過一年再蒸一鍋，發現堿小了又不能吃。著急，但不能說我們燒不出來了。科研道路上沒有捷徑，一定要認準方向，要不斷地實踐，不斷堅持才能最后取得突破。

在長春光機所的院子里，當年燒制失敗的第四塊鏡坯靜靜地佇立在這里。

張學軍：這一塊當時我們也沒有把它扔掉，除了研究它材料性能以外，我們用工程膠把它粘接起來，去驗證光學拋光工藝，每一步工作你都學到一些知識，才能不斷去改進你的工藝過程。

頂著巨大壓力，張學軍帶領團隊反復試驗，終于突破了一系列反射鏡制造關鍵技術，2米、2.4米、3米單體碳化硅反射鏡相繼研制成功，圍繞著大口徑反射鏡制造的工藝路線，一整套完整的、具有自主知識產權的加工、檢測裝備也同步開發完成，經過近十年的艱苦攻關，大口徑反射鏡制造的全部核心技術真正掌握在了我們自己手中。

張學軍：現在大口徑碳化硅反射鏡這一塊，我們不懼怕任何挑戰，我們慢慢達到了從跟跑到并跑，再到局部領跑，尺度精度比越來越高。

記者：帥俊全 任梅梅 高博遠

來源：中央廣播電視總臺

責任編輯：王穎