摘要：自2024年1月9日发射以来，“天关”卫星经过一年多宇宙探测，终于发布首批科学成果。其核心载荷宽视场X射线望远镜（中文名：万星瞳，又称“龙虾眼”），凭借着卓越的X射线探测能力，探测到多种类型的暂现天体，并捕捉到几例可能的新类型暂现源。
全球独一无二，我国率先将美国科学家的设想变成现实！
自2024年1月9日发射以来，“天关”卫星经过一年多宇宙探测，终于发布首批科学成果。其核心载荷宽视场X射线望远镜（中文名：万星瞳，又称“龙虾眼”），凭借着卓越的X射线探测能力，探测到多种类型的暂现天体，并捕捉到几例可能的新类型暂现源。
国际上至今没有能与我国“龙虾眼”相媲美的载荷甚至样机，它到底有何特殊之处？
“龙虾眼”是一个形象的称呼，从名字就能看出，这种望远镜和龙虾有着密不可分的关系，它正是仿照龙虾眼的特殊结构设计而成，通过收集深空中的X射线来观测宇宙。
仿生学在很多领域都有着广泛应用，就连现在最尖端的宇宙探测方面，都离不开仿生学的启迪与指引。
生物学家很早就发现龙虾眼睛有着一种非常特殊的构造，它由很多方孔形的微型管道构成，管道壁非常光滑，而且最终都指向同一个球心。
不同方向上的微弱光线，在方孔管道中多次反射，最终汇聚到龙虾眼的视网膜上。这就能让龙虾可以在很暗的环境中，依然能清晰观测周围的环境。
龙虾眼的特殊结构，对天文学家产生了很大的启发，宇宙中的遥远深空，光线传播过来时，已经变得非常暗弱。
如果有类似龙虾眼这样的观测卫星，就能更有效地观测宇宙深空。1979年，美国科学家提出了类似的设想，希望能模拟龙虾眼的结构制造天文望远镜，收集X射线聚焦成像。
要想制作一台能观测X射线并聚焦成像的望远镜，最棘手的问题也正是源于X射线。因为其光子波长非常短能量很高，穿透性极强，且容易与原子发生相互作用。
X射线很难像可见光一样通过折射或反射来聚焦成像。我们可以把X射线想象成一块石头，成像部分想象成水面。
当石头直着扔向水面时，很快就会沉入水底，而如果让石头以一个很小的角度切入水面，就会像打水漂一样贴着水面飞出很远，这样就更容易观察石头。
“龙虾眼”就是类似的道理，方孔形的通道为X射线提供了折射反射通道，可以让更多X射线汇聚到底部位置便于成像。
这就是“龙虾眼”望远镜的独特之处，它可以在看得很宽的同时，观测更远更暗的宇宙深空。不过独特的成像结构，也成为制作“龙虾眼”望远镜的难点所在。
早在1979年，美国科学家就提出了“龙虾眼”望远镜的设想，但此后数十年，这一想法始终停留在纸面上，一直未能成为现实。
“龙虾眼”望远镜的结构原理大家都懂，但要把设想变为现实，镜片就是绕不开的关键部件。超高的制备难度，成为业内的阻碍。
2010年夏，刚从清华大学完成博士后工作的张臣，接到了中国科学院高能物理研究所研究员张双南的电话，后者邀请其加入“龙虾眼”项目，担任空间站X射线全天监视器技术负责人。
望远镜的镜片，成为摆在张臣面前的头号难题。当时，有能力制作这种镜片的只有法国一家公司，张臣最初的想法也是从法国公司直接购买。
想法很美好，但实际操作过程中，却像其他尖端技术一样，遭到了西方公司无理打压。面对我方的采购要求，法国公司漫天要价却不让我们落地还钱。
当时张臣带领的团队计划采购400片镜片，法国公司报价每片20万元，既不接受讲价又不保证质量。为了镜片，张臣多次前往法国洽谈，每次都空手而归。
镜片被卡脖子，技术团队只能一边进行技术论证，完善理论研究，一边继续与法国公司沟通，尝试购买20片镜片。
在答应了对方的诸多不合理条件之后，张臣团队终于拿到了梦寐以求的20片镜片。不过经过检测后发现，其中只有10片能达到使用要求，剩余一半根本没法用。
关键元器件受制于人，对科研团队而言始终是悬在头顶的一把利剑，随时都有可能影响项目进度，甚至直接导致项目失败。
在极其困难的情况下，团队人员也没有放弃，一边用法国的镜片继续推进研究，一边在国内寻求替代产品。
机会总是垂青有准备的人，国内一家生产类似设备的企业主动请缨承担起光学器件的自主研究任务，卡脖子的问题终于看到了解决的曙光。
一开始镜片性能很差，科研团队和厂家共同组织技术攻关，推动镜片快速迭代，最终从2万多片镜片中，筛选出符合要求的400多片镜片，“龙虾眼”望远镜距离成功越来越近。
科学研究从来都是勇攀高峰，遇到问题解决问题。镜片的问题暂时解决了，光子探测器的研制工作又让科研人员挠头。
根据国际成熟的研究经验，X射线望远镜一般采用电荷耦合器件作为焦面探测器。但国内并没有满足天文需求的科学级器件，进口价格又特别昂贵。
经过大量实验之后，科研团队提出了创造性的解决办法，那就是开创性地将背照式互补金属氧化物半导体（CMOS）应用于探测X射线光子。
虽然在数码相机、手机摄像头等领域，CMOS已经得到广泛应用，但在空间X射线的天文观测领域，CMOS尚属首次应用。
每个探测器面积为6cm×6cm，具备高性能、高灵敏度、高一致性等特点，CMOS的应用是一项重要创新。
敢为天下先的精神值得表扬，不过在望远镜样品出厂前，却出现了让人揪心的“险情”，而这次“险情”正是源于技术团队精益求精的测试。
2022年7月，技术团队利用一次搭载机会，进行了“龙虾眼X射线成像仪”测试。刚开始测试时，龙虾眼的探测技术和成像技术取得了成功。
就在技术人员为项目成功而兴奋时，坏消息却接踵而至，在轨试验的CMOS出现了异常条纹。这样的意外如果不解决，相当于龙虾眼望远镜项目彻底失败。
深空X射线探测项目是一个系统工程，任何一个节点都是按照计划往前推进，CMOS出现问题，将影响整个探测项目的进度。
技术团队组织攻关，希望能在最短的时间里找到问题并解决问题。幸运的是，经过一系列排查和进一步测试之后发现，上述问题只是一个局部缺陷引发的个别案例，并非普遍问题。
最终，“天关”卫星工程总师、中国科学院院士顾逸东，拍板决定按照原计划继续推进，CMOS的偶发状况不会影响整体任务。
严谨的研究实验和敢于担责的拍板勇气，让我国的“龙虾眼”望远镜顺利升空，并展开对宇宙深空的观测工作，成为全球独一无二的存在，率先将美国科学家的设想变为现实。
对于国家的科技进步，总有一些人能阴阳怪气地找到抨击点，就如“龙虾眼”望远镜的探测一样，一些人对此嗤之以鼻，认为这是劳民伤财的无用功。
当欧美取得科学进展时，他们说这是“科技掌握在文明手中”；当我国科技取得进展时，他们会问“这些高大上的东西和老百姓有关系吗？”
美西方国家的科技再发达，也不会用来保护我们。在到处发生战争的世界，我们能安享和平，这都是国家科技进步带来的好处，研究宇宙的空间技术如此，研发六代机的国防科技同样如此。
人类不可能永远蜗居在地球上，地球也无法承担人类无休止的发展需求，对宇宙的观测和探索，就是在为人类谋求一条新出路。
哪个国家率先掌握了探索宇宙的技术，哪个国家在未来的发展中将占据更大的先机。就如核聚变技术所需要的燃料氘，在地球上的储量很少，但在月球上却储量巨大。
当年我们探月时，很多人也阴阳怪气地说这是劳民伤财，但现在我们都已经着手准备在月球建立科研基地了。
虽然月球是人类共有的资源，但哪个国家先上去自然就能获得开发先机，很幸运我国在月球竞争中处于领先位置，也将是全球第一个建立月球基地的国家。
对宇宙其他天体的探测，也是类似的道理，不但能获得发展所需的巨大能源，还将大幅推进相关技术的发展。
就如用来发射宇宙探测器的火箭，如果往太空发射那就是火箭，如果往地球上发射那就是导弹。
在世界大国有着核威慑暂时不会起冲突时，谁家的航天技术强，就证明谁家的导弹更强。所以说，宇宙探测和月薪3000真的有关系。
来源：说宇宙