由芬兰的Ametek领导的一项GSTP活动已经建立了高性能的光学滤光片,代表了欧空局即将完成的最大任务之一所使用的滤光片。
为了使高能天体物理学望远镜任务取得成功,需要光学滤光片,但直到最近,欧洲还没有制造出所需的高性能滤光片。
“到目前为止,这些过滤器的基线来自欧洲以外的地区。这项活动的目标是尝试建立一个欧洲替代方案,提高TRL,并能够将我们在任务中使用的一些过滤器替换为本次活动中设计的过滤器。当我们选择2027年任务所需的TRL时,TRL是否足够高,“领导该项目的ESA工程师Alessandra Ciapponi解释说。
这些滤光片被放置在仪器中,以阻挡落在所需能量范围之外的粒子、电子和光子,同时提供高X射线透射率和符合航天器操作的耐温和压差条件。
这些过滤器的开发很久以前就开始了,该活动研究了位于金属网上的薄膜的各种可能材料,这些薄膜共同成为聚酰亚胺和氮化硅等过滤器。
“聚酰亚胺作为基准材料是可以的,并表现出良好的可扩展性,但在推动该技术制造非常大尺寸和非常薄的过滤器时,提出了一些担忧。它们将需要进一步改进。对于氮化硅,一个明显的问题是其对大面积尺寸滤波器的可扩展性。因此,我们开始研究碳纳米管作为一种材料,“Ciapponi说。
振动测试清楚地表明,膜的潜在断裂点与金属网在CNT薄膜上的附着和粘附有关。
“我们已经在GSTP去风险框架下开始了后续项目,” Ciapponi 详细信息。 “如果我们用碳纳米管材料和膜交换金属网,它将再次改善透射率和过滤器的抗振性。 工作正在进行中,这也是第二份合同的目标。
雅典娜任务将携带两种仪器:X射线积分场单元和宽场成像仪。全尺寸测试碳纳米管滤光片的构建是为了适应 ATHENA 的一些各种目标滤光片形状,包括用于 WFI 的光学阻挡滤光片,面积可达 160 x 160 mm2.
“碳纳米管过滤器现在也正在研究用于美国宇航局的MUSE MIDEX任务,这对GSTP计划来说是一个非常大的成功,”Ciapponi总结道。