526671-1航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaFeb.152023Vol.44No.3ISSN1000-6893CN11-1929/V轻量化大面积嵌套聚焦型X射线望远镜李保权1，2，*，李海涛1，2，曹阳1，桑鹏1，刘亚宁1，余道淳1，21．中国科学院国家空间科学中心，北京1001902．中国科学院大学，北京100049摘要：嵌套聚焦型X射线望远镜在脉冲星自主导航、X射线天文学等领域有广泛的应用需求。论文开展了紧凑型、大面积、嵌套聚焦型X射线望远镜的光学优化设计，成功探索出基于轻质平面玻璃的X射线掠入射反射镜热成型、镜面精密切割、嵌套同轴共焦装配等工艺流程，研制了一款轻量化、大面积、嵌套聚焦型X射线望远镜（NFXT）。NFXT镜面轴向长度300mm，厚度0.3mm，镜面溅射Ir金属膜，膜层厚度300nm，镜面粗糙度优于0.3nm（rms）。NFXT共计11层嵌套，每层圆周向等分3个扇区，内8层镜面为近似抛物面的锥形镜，外3层为抛物面镜，11层镜面同轴共焦装配。NFXT净几何面积175cm2，有效探测面积130cm2@1.5keV，轴上视场聚焦光斑半径0.85mm（EoE=50%），包络尺寸（直径×高度）为200mm×326mm，能谱响应范围0.2~12keV，后工作距1300mm，重量4.25kg。NFXT技术突破，为国内开展脉冲星导航试验验证，以及研制先进的X射线天文卫星提供关键技术支撑。关键词：脉冲星导航；嵌套聚焦型X射线望远镜；掠入射抛物面镜；X射线聚焦；X射线天文卫星中图分类号：V448.2文献标识码：A文章编号：1000-6893（2023）03-526671-10基于脉冲星的航天器自主导航技术具有重要的工程应用价值和战略意义，备受国际航天界和学术界的关注，相关的理论研究和在轨试验验证一直在持续推进［1-2］。美国先后利用“先进研究和全球观测卫星（AdvancedResearchandGlobalObservationSatellite，ARGOS）”上的“非常规恒星定位探测器（UnconventionalStel⁃larAspect，USA）”和国际空间站上“中子星内部构成探测器（NeutronStarInteriorCompositionExplorer，NICER）”开展了脉冲星导航在轨试验［3-4］。2018年美国国家航空航天局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration，NASA）公开的资料显示，基于NICER开展的脉冲星导航试验在轨定位精度达到10km以内［4］，验证了脉冲星导航的可行性。2016年中国也发射了由中国空间技术研究院研制的“脉冲星导航试验卫星（X-rayPulsar-basedNavigation-1，XPNAV-1）”。XPNAV-1是中国首颗专门致力于脉冲星导航技术的试验验证卫星，现在轨工作超5年，积累了大量数据，中国学者基于该星...
