人们印象中的望远镜应该由一些玻璃镜片组成，就像我们生活中经常使用的相机镜头那样。但是X射线望远镜的结构有些特殊，它犹如拿破仑千层蛋糕，或者说更像蛋糕卷。设计成这样，是因为普通的玻璃镜头对于X射线来说起不到汇聚成像作用，X射线直接穿过镜头，不能折射成像，也不能反射成像。不过X射线有一种特殊的成像方式，叫作“掠射成像”，简单说就是X光在镜片上可以“打水漂”，然后角度发生偏折。这样一来，经过多次偏折之后，X射线就可以达到汇聚成像的目的。不过为了成像素质更优秀，通常采用多组不同形状的多层套筒，最终达到将X射线清晰成像的目的。
1970年12月12日，一个叫“呜呼鲁”的卫星在美国发射升空，这个奇怪的名字来自斯瓦希里语，意思是“自由”，因发射当天正值肯尼亚独立7周年纪念日。呜呼鲁卫星获得了前所未有的成功，虽然它不能清晰成像，但取得了一系列成果，其中就包括发现了第一个黑洞候选体天鹅座X-1，这是个强烈的X射线天体。天鹅座X-1直至今日依然是天文学家研究的热点。
有了“呜呼鲁”的成功，1978年11月13日，著名的爱因斯坦卫星发射成功。与之前的“呜呼鲁”不同，它配备了口径0.6米掠射式X射线望远镜。因为爱因斯坦卫星可以进行成像，所以成果更让人激动，比如首次获得了超新星遗迹的激波图像、星系团中高温气体的图像等，还有很多关于“类星体”，一类看似恒星，但光芒相当于上千亿颗恒星亮度总和的神奇天体——现在的研究认为，这类天体中心存在着超大质量黑洞。
时间到了20世纪80年代，一台新的高能空间天文望远镜“伦琴” （ Röntgen Satellite， ROSAT ） ，原计划由美国的航天飞机带上太空。然而在1986年，“挑战者”号航天飞机在升空73秒后爆炸，这使得伦琴空间望远镜的发射拖了下来，直至20世纪90年代初才由火箭发射升空。实际上，“伦琴”带了两个天文望远镜上天，一个是极紫外望远镜，一个是软X射线望远镜。经过几年的工作，在1996年，伦琴卫星巡天的X射线源表发布，记载了超过18 000个X射线源。
虽然都是X射线空间望远镜，但实际上探测光的种类还是有所区别的，比如在X射线波段，能量低一些的叫作软X射线，能量高一些的叫作硬X射线。爱因斯坦卫星的探测属于软硬兼吃，而伦琴更偏重于软X射线。(www.xing528.com)
伦琴空间天文望远镜
相比于伦琴卫星同时携带两个望远镜上天，1999年发射的XMM牛顿卫星（X-ray Multi-Mirror Mission， XMM-Newton）更加夸张，背负了3台X射线望远镜升入太空。其中XMM就是X射线多镜面的缩写，3台望远镜都采用了最新的设计，而且最大的一个望远镜口径达到了0.7米，焦距达到了7.5米，这台望远镜的分辨率和图像质量比之前的卫星高出了很多。
XMM牛顿卫星 图片来源：NASA
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