◆新闻背景
日前，高分四号卫星在监测台风的任务中表现优异。台风在传统气象卫星“眼”中是一个云团，但我国首颗地球同步轨道遥感卫星高分四号卫星携载的“千里眼”相机，可以看清台风中心结构及其演化机理，这让我国的台风预测迈入“准确”时代。
哈勃望远镜是一台著名的空间望远镜，它实现了天文学家看清宇宙的梦想。地球上的居民如何看到地球上发生了什么，这就需要一台望向地球的太空望远镜，它的学名叫对地遥感观测系统。
本质上，太空望远镜和地面上的望远镜原理基本相同。但地球被大气层包裹，从地面看太空的大气扰动大，导致看不清甚至“看花眼”。卫星发射技术成熟后，人们就把望远镜“打”到太空去看宇宙和地球，大家惊异于太空中影像的清晰程度，人类探索太空、监测地球的能力也极大增强。
但是，太空环境对太空望远镜材料是一个不小的考验。
空间反射镜的材料目前已有玻璃、碳化硅陶瓷、铍以及多种复合材料。一般的玻璃材料满足不了太空望远镜的需求，因为太空中热环境很不好，要求材料有很低的膨胀性，几乎是零膨胀才行。于是，发展出膨胀系数极小的微晶玻璃，还有美国发明的超低膨胀石英玻璃，后者就用在了哈勃空间望远镜的主镜上。
通过卫星将“大镜子”打到预定轨道，有一个要求是“大镜子”不能太重，于是人们试着解决材料轻量化问题，比如在微晶玻璃背面打轻量化孔，呈蜂窝状。
卫星运载发射时的力学环境很不好，相当于一个很重的重物压在“大镜子”身上，同时全程震动和颠簸，“大镜子”必须很刚强才不易受外界干扰变形。于是，热变形系数和刚度这两个重要参数成为光学材料的基本要求。
近年来，金属铍以强大的优势广泛应用在反射镜材料上，这种材料在零下233摄氏度左右的低温下膨胀系数为零。我国中巴资源一号卫星上的红外相机也率先采用了金属铍。我国还在进一步研发更轻质的复合纤维材料，以及高强度、高刚度的多孔结构材料。
唐芳/文
