近日，由中科院院士、中科院電工所研究員王秋良團(tuán)隊(duì)自主研制的空間永磁電子偏轉(zhuǎn)器成功實(shí)現(xiàn)在軌測(cè)試。該電子偏轉(zhuǎn)器搭載于愛(ài)因斯坦探針(EP)衛(wèi)星關(guān)鍵模塊寬視場(chǎng)X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡(WXT)的探路者，支撐中科院國(guó)家天文臺(tái)獲得首批大視場(chǎng)X射線(xiàn)聚焦成像天圖。

EP-WXT探路者是EP衛(wèi)星寬視場(chǎng)X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡(WXT)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，于北京時(shí)間2022年7月27日搭載空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空。目前，EP-WXT探路者正在開(kāi)展一系列核心關(guān)鍵技術(shù)在軌測(cè)試和觀(guān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，為未來(lái)EP衛(wèi)星盡快開(kāi)展科學(xué)運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

EP衛(wèi)星在巡天觀(guān)測(cè)過(guò)程中，宇宙射線(xiàn)中的低能電子輻射噪聲遠(yuǎn)高于探測(cè)衛(wèi)星望遠(yuǎn)鏡的本底噪聲，嚴(yán)重影響X射線(xiàn)觀(guān)測(cè)精度，對(duì)大視場(chǎng)時(shí)域巡天監(jiān)測(cè)科學(xué)任務(wù)的完成提出了巨大的挑戰(zhàn)。為解決這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合寬視場(chǎng)X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，創(chuàng)新性提出了具有特殊構(gòu)型的永磁電子偏轉(zhuǎn)器方案，可以將全視角的電子射線(xiàn)偏轉(zhuǎn)97%以上。

“該永磁電子偏轉(zhuǎn)器設(shè)計(jì)過(guò)程中需要同時(shí)兼顧質(zhì)量、電子偏轉(zhuǎn)能力以及視窗遮擋等問(wèn)題。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中科院電工研究所副研究員王磊介紹說(shuō)，“我們采用獨(dú)特的環(huán)形磁場(chǎng)設(shè)計(jì)方案，滿(mǎn)足空間探測(cè)對(duì)磁二極矩和漏磁的嚴(yán)格要求，在不遮擋望遠(yuǎn)鏡視窗的前提下，對(duì)于不同入射角度的電子實(shí)現(xiàn)了最大偏轉(zhuǎn)。”

為滿(mǎn)足輕量化的應(yīng)用需求，主體結(jié)構(gòu)采用薄壁結(jié)構(gòu)，能經(jīng)受永磁體強(qiáng)大的磁力和扭矩，以及發(fā)射升空過(guò)程中的復(fù)雜沖擊振動(dòng)。

發(fā)射升空之前，永磁電子偏轉(zhuǎn)器已在地面進(jìn)行了一系列嚴(yán)苛的振動(dòng)沖擊、溫度循環(huán)、電子束偏轉(zhuǎn)定標(biāo)以及電磁兼容性等空間環(huán)境模擬測(cè)試，達(dá)到寬視場(chǎng)X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡空間應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)期壽命將達(dá)到10年以上。

應(yīng)用于EP-WXT的電子偏轉(zhuǎn)器共設(shè)計(jì)有12個(gè)發(fā)射模塊，屆時(shí)偏轉(zhuǎn)器陣列將提供超過(guò)3600平方度視角的電子偏轉(zhuǎn)能力，支撐EP衛(wèi)星高精度巡天監(jiān)測(cè)任務(wù)。

此次在軌測(cè)試的成功，表明電工研究所在輕量化強(qiáng)磁場(chǎng)永磁體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造等核心關(guān)鍵技術(shù)方面取得實(shí)質(zhì)性突破進(jìn)展，對(duì)我國(guó)后續(xù)開(kāi)展大口徑空間探測(cè)強(qiáng)電磁裝備的研制工作具有重要指導(dǎo)意義。