美国用折叠技术制造最大太空望远镜

2013年12月5日，美国国防部先进研究项目局（DARPA）展示了基于塑料研制的可折叠轨道望远镜镜片，其聚合物薄膜材质只有玻璃的七分之一重，将用于“薄膜光学成像仪实时利用”(MOIRE)或简称为“云纹”项目，是利用地球同步轨道成像卫星提供持续监视能力，预计2014年发射，DARPA称最终版本使用薄膜成像阵列直径将达到68英尺（20米），搭载此种镜头的卫星每台造价5亿美元。

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“云纹”项目自2010年3月启动，2011年9月MOIRE结束了第一阶段的研究，已经试验了0.6米口径的衍射光学薄膜，传统上光学薄膜作为光学望远镜使用一直过于低效。“云纹”则将效率从30%提高到了55%，达到将近一倍的效率，实现薄膜首次用于光学元件的技术。并通过薄膜光学器件第一次采集到了图像。

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目前已经进入第二和最后阶段，由波尔航太公司（Ball Aerospace）负责设计一座口径5公尺的望远镜，2012年夏，空军学院在“波音727”飞机微重力飞行期间验证了“猎鹰卫星7”薄膜部署系统。此外，“云纹”项目将通过美国空军学院的“猎鹰卫星7”进行小型薄膜光学系统在轨试验。“猎鹰卫星7”计划 2014年发射。

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DARPA表示，该项目将能展现其制造大型薄膜与可撑开薄膜的大型结构的能力，同时展示用以将衍射光学仪器转换成宽频成像设备的次级光学元件。

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第三阶段是选择性的系统展示，将发射一座口径10公尺的望远镜进入太空中进行飞行测试，最终完成的望远镜口径将达20米，同现有的斯必泽太空望远镜、哈勃太空望远镜、韦伯太空望远镜（口径6.5米，将是有史以来最大的太空望远镜）、凯克望远镜（当前世界上已投入工作的最大口径的光学望远镜，口径10米，被安放在夏威夷）的镜头进行比较，薄膜制造的光学元件的效率比玻璃制造的低90%，但是受益于轻量化的材料，可以通过使用更大尺寸的镜头予以弥补，通过原型机的测试，使用“云纹”的新型光学系统将可以实现同现有系统一样的分辨率的成像质量，而重量只有现有系统的七分之一。图为“云纹”项目望远镜在太空中工作的动画。

“云纹”使用衍射薄膜技术，入轨后展开直径20米的大型光学薄膜，厚度同家用保鲜膜大致相同，可藉由蚀刻出来的衍射图形将光线聚焦在感应器上，使其能“看见”物体。据DARPA的合约指出，此种望远镜可以侦测移动速度低于每小时60英里（96公里）的飞弹发射器，将在静止轨道上实现优于2.5米的高分辨率。图为模拟动画中望远镜展开。

而更高的运行轨道也增加了敌方进行反卫星作战的难度，DARPA要求卫星可以通过一次发射就能完成部署，DARPA的项目经理中校拉里·冈恩称：“光学薄膜可以使我们能够使用更小，更轻的装置携带更大，分辨率更高的望远镜，并且突破传统材料制造的光学设计的限制。大大降低整体成本，并采用更小，更便宜的运载火箭能够更及时部署。图为模拟动画中望远镜的一端逐渐展开。

如果“云纹”项目在DARPA手中走完研制过程，并在不太遥远的未来成功转化为实际侦察卫星项目并投入使用的话，美国将获得空前的侦察能力。虽然“云纹”只明确提到了“飞毛腿”导弹，似乎只是为了克服历次战争中对“飞毛腿“侦察的漏洞，但从“云纹”的指标看，高达2.5米的分辨率不仅可以对”飞毛腿“导弹的发射车和导弹发射进行实时精确探测，对体积更大的中程弹道导弹发射车的实时探测效果只会更好。在美国提出”空海一体战”战略，试图打击我国内陆弹道导弹机动发射车的形势下，“云纹”如果最后转换为实际侦察卫星项目投入使用，将完全填补美国无力远距离定位我国内陆目标的侦察缺口，其战略意义怎么说也不过分。图为模拟动画中望远镜的一端逐渐展开。

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