国产巨型红外相机获重大突破，可穿云层看清F22，让歼20迎击

据国内权威媒体报道，由中国航天科技集团有限公司下属的北京某研究所研制的国内口径最大的投射式低温红外遥感相机，于近日顺利完成了镜头装调和低温环境测试试验工作，即将进行最后的定焦阶段。据悉作为研制难度极大的全光路冷却天基红外探测系统，由于其在红外遥感性能提升上有着极其重要的意义。该0.6米大口径透射式低温红外遥感相机的研制成功，同时也标志着我国成为少数几个能独立研制空间红外天文望远镜的国家。本文根据国内外公开资料对这一重大成果做一背景解读。

在天基红外天文望远镜、红外对地观测或军事侦察卫星等应用中，如果探测仪器的光学系统或者视场内仪器本身元器件产生大量的热量，将会严重影响探测仪器对目标的探测。要想提高红外探测系统的探测灵敏度，就必须降低探测仪器的光学系统和视场内仪器本身元器件的辐射强度，采用红外低温光学系统是目前最主要的方法。目前国内外在空间探测任务中，已成功应用或正在研制中准备发射的红外低温光学系统，可以归结为两类: 1) 全光路冷却系统，以空间红外天文望远镜为代表; 2) 局部的低温光学系统，主要以冷却后光路为主，主要应用在对地观测方面。我国在1999年研制出国内第一个低温光学系统，其主要技术指标为:口径180毫米 , 焦距500毫米 , 工作温度小于等于100 K（-173℃） , 经实际使用发现光学系统。

在经过制冷以后，产生的辐射亮度降低了几个数量级，大大降低了系统内部热辐射和探测器背景噪声，有效提高了系统的探测能力以及光学系统信噪比。由于全光路冷却对地红外遥感系统的具体性能在国外一直处于高度保密阶段，很少有公开资料流出，因此只能拿同样采用全光路冷却的天基红外天文望远镜性能做一参考。据资料介绍，美国于2003年8月25日发射的“空间红外望远镜”（STIRF）， 由于采用了大型红外探测器阵列技术及最先进的低温技术,它的灵敏度极高,不仅能观测到超过目前任何空间光学天文望远镜上百万倍远的观测目标，还能穿越气团和尘埃查看恒星的诞生和死亡，让科学家了解宇宙早期的模样。

我国在天基红外天文望远镜研究方面长期处于落后状态，距今为止还没有发射一颗空间红外天文望远镜，而同期美国，欧洲，日本已总共发射约30颗天基红外天文望远镜。该0.6米大口径透射式低温红外遥感相机不仅大幅提高了全天候对地遥感性能，而且稍加修改就可作为空间红外天文望远镜使用。据资料介绍，空间红外天文望远镜也有着很强的军事用途，美国空军地球物理实验室利用多颗空间红外天文望远镜所获取的空间星体几何、光谱辐射数据，用于对军用红外预警卫星的几何及辐射定标，来校正其传感器误差，提升其工作性能。

虽然当前全光路冷却红外探测系统主要应用在航天和对地遥感领域，但该技术也将成为我国未来机载红外预警发展的必然趋势。对于机载红外预警领域，运用低温光学技术来降低光学系统温度，能够有效降低背景噪声辐射强度，使其明显小于目标辐射强度，有利于更好的对上百甚至数百公里外的高速、隐身目标进行预警探测，这对于提高大中型预警机、战斗机的远程预警探测能力，具有十分重要的应用价值，特别是配合空警XXXX等新一代预警机平台，实现实时监控敌方F-22、F-35等战斗机飞行轨迹，提前给歼20战机迎击敌军提供了宝贵的时间。