逐梦九天一直都是我们人类的梦想。近日,被誉为“中国天眼”的FAST望远镜在观测当中取得了新的进展,发现了颗新脉冲星。这天眼之所以能够看到几十亿光年之外的物质,其内部的核心部件促动器就起了非常关键的作用。
今天,记者就带你去包头稀土研究院,看看科研人员最新研制的地基光学望远镜内部核心部件——促动器,到底长什么样?
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04:50在包头稀土研究院,科研人员正在对自主研发的稀土超磁致伸缩促动器进行镜面驱动实验。这个促动器研制成功后,可能安装在由国家发改委立项的12米口径的光学红外望远镜上,能有效降低大气湍流对望远镜成像造成的扰动影响。
包头稀土研究院稀土功能材料所研究员乔禹:对天文望远镜提高成像质量和分辨率很有帮助。
这个就是促动器,直径不到两厘米,整个棒体长度十厘米,中间核心部件稀土超磁致伸缩材料只有一根中性笔笔芯粗细,但它却是大口径光学天文望远镜的核心部件。目前,国际上所使用的促动器都来自于意大利的一家公司。由于技术垄断,单个促动器的价格就在一到两万,而一套自适应副镜系统,根据口径大小不同会使用几百甚至几千个促动器。这样一来,光一套副镜系统的价格平均在两千万元左右。
面对高昂的垄断价格,中科院南京天光所找到了包头稀土研究院,希望研制促动器解决这个卡脖子的问题。乔禹是包头稀土研究院的一名研究员,在接到这个选题后,他们5人团队针对这卡脖子问题进行了科研攻关。
乔禹:促动器的核心问题就是它的输出问题,我们发现加入稀土中的铽和镝所形成的材料伸缩性能,能达到常规材料的10倍以上。目前我们所研制的这个促动器的核心材料所用稀土重量占到了其总重量的60%左右,它的磁致伸缩性达到了国际先进水平,有效解决了促动器输出比较小的问题。
通过三年的努力,目前促动器研究取得了阶段性的成果,这样一个10厘米高的磁致伸缩式促动器,包含了近20项的发明专利,安装在天文望远镜中,通过控制输入信号,等于给望远镜加装了一个“防抖”装置,能够有效降低大气层对望远镜成像质量的影响。
乔禹:目前我们正在进行最后的镜面驱动实验,顺利完成后,有望在十四五期间,也就是下一代是12米天文望远镜上实现全面的推广应用。
促动器投入使用后,可以将单个促动器的生产成本控制在一千元以内,光这样一项技术,就能让一套副镜系统成本比国外的节省了90%左右。将来促动器研制成功将打破国际技术垄断,还将填补国内大口径自适应镜面系统的空白。
包头稀土研究院副院长李志强:我们现在研究的促动器,整体的技术相关的一些指标已经达到了国际先进水平。在未来的一些尤其像我们现在所说的天文望远镜,包括其它的一些传感器里面,将来会逐步替代国外进口材料。
促动器使用了稀土中的铽镝铁,这也是稀土材料的又一次成功应用。
稀土高新区稀土和高新技术产业局局长李志峰:通过对稀土产业结构不断优化升级,目前已经形成由稀土原材料到新材料再到终端应用的全产业链发展模式。紧扣产业链、供应链部署创新链,不断提升科技支撑能力,扬长避短、培优增效,全力以赴把结构调过来、功能转过来、质量提上来,推动经济高质量发展。