大口径巡天望远镜分区域曲率传感方法研究

大口径巡天望远镜需要基于波前传感系统的反馈,进行主动光学闭环校正,以更好地发挥其极限探测能力。本文面向大口径巡天望远镜波前传感过程中,离焦星点像重合所导致的导星数量下降的问题,首先针对分区域曲率传感的基本理论表达进行了推导,之后,通过建立联合仿真模型,利用光学设计软件与数值计算软件之间的通讯交互,对分区域曲率传感的过程进行了仿真分析。最后,通过搭建桌面实验,分别就单目标与多目标的曲率传感进行了交叉比对,验证了算法的正确性。针对标准波前,本文所提出的方法与单导星曲率传感相比,误差为0.02个工作波长(RMS),误差在10%以内,可在传统主动光学技术的基础上,通过扩展可用导星,提升探测信噪比与采样速度,有效提升主动光学系统校正能力。

大口径主动光学巡天望远镜大动态范围曲率传感

为了保证外界环境剧烈变化下大口径巡天望远镜的成像质量以及实现系统的快速对准,其波前传感系统在保持像差检测精度的同时也需要具备较大动态范围。首先基于同侧离焦星点像光强分布与曲率传感技术建立了一套大动态范围的对准检测技术,分别使用解析式表达和机器学习方法实现离焦量以及系统其余低阶像差的解算。然后对不同类型像差的解算精度进行了理论分析,最后针对所提出方法进行实验验证,结果表明离焦检测误差(以波前RMS变化为准)分别小于5%,而失调检测误差小于15%,满足对准装调要求。

第二台南极巡天望远镜镜筒的结构设计及模态分析

镜筒是望远镜的基本组成部分,为了能够更好的满足望远镜成像质量的要求,需要对望远镜的镜筒机械结构进行研究。南极巡天望远镜由于其特殊的地理位置及气候、温度条件限制,与普通的望远镜在镜筒上有不同的要求。首先介绍了第二台南极巡天望远镜的光学设计参数及方案,并根据南极的特殊性设计了镜筒的机械结构。其次,通过有限元的分析方法,对望远镜镜筒的等弯沉量、主镜的面形变化进行了分析和计算,使其在工作状态时能满足光学设计的要求,第三,通过模态分析,分析了镜筒的刚度,使其满足电控系统的控制要求,最后通过锤击实验对镜筒的自振频率做了检验检测。经过实验分析,第二台南极巡天望远镜的镜筒能够满足光学的设计要求。

一个新的光谱巡天望远镜方案

本方案中,主镜沿东西方向长12.4米、宽4米,由多块球面子镜拼成,它能绕东西水平轴转动.利用光纤作多目标光谱观测,每个目标使用主镜上一个直径4米的通光区,由于采用大焦比4,每根光纤所需的改正器直径仅20毫米,焦面上可安置大量的改正器和光纤.观测室是不动的,顶上沿子午面开有半圆形的天窗,一个跟踪架可沿此移动,观测时四块1米×1米的安置有光纤的板放在四辆小车上沿跟踪架作跟踪运动,跟踪时间大于或等于1小时,同时观测的目标约2400个.这样的望远镜如果建成,在光谱巡天方面其威力将是世界上最强的,而望远镜本体部分的造价仅约2500万人民币.只要作一些变动,这样的方案也可用于一般的天文工作,包括高分辨工作.

从“宽视场红外巡天望远镜”分析美军光学成像侦察卫星的技术发展

＂宽视场红外巡天望远镜＂（WFIRST）是美国航空航天局（NASA）提出的红外空间观测台,在名为＂新世界,新视野＂（NWNH）的天文学和天体物理学领域＂10年调查＂中,该巡天望远镜被美国国家研究委员会（NRC）选中,作为未来10年天文领域的最高优先级项目。

南极巡天望远镜AST3海量数据高精度测光进展报告

南极冰穹A是南极内陆海拔最高、温度最低和最干燥的地方,因此,国际上普通预测冰穹A是地球上最佳的天文台址之一。中国天文学家于2008年首次到达冰穹A,并从此开始在冰穹A安装天文台址监测设备,截止目前得到的结果均表明,冰穹A是一个极佳的天文台址。南极巡天望远镜(AST3)是冰穹A的第二代光学天文望远镜,由3台50 cm口径的施密特望远镜组成,配备了目前世界上单片最大的CCD相机(10 K×10 K),望远镜视场是4.3平方度。AST3将在南极冰穹A开展大视场多波段巡天,它主要的科学目标是时域天文学。除了望远镜和CCD相机,成功的巡天还需要好的巡天规划、控制系统和数据处理系统。由于南极极端的自然条件,AST3需要在无人干预的情况下远程遥控工作,因此,我们需要研制一套稳定可靠的运行和控制系统来运行望远镜。受限于铱星的带宽,我们不可能把整幅图像传回(120 M),这就需要我们在当地快速处理数据,并传回星表。基于以上原因,我们优化了巡天运行和控制系统,完成了巡天规划和高精度测光。除了AST3,我们的研究成果也可以应用到其他光学望远镜和巡天项目,尤其是十二五南极天文台的光学/红外望远镜(KDUST)上。

大口径空间巡天望远镜子孔径拼接平场定标法

大口径空间巡天望远镜的精确平场定标是实现既定科学目标的重要前提。目前普遍是通过平场屏幕或大口径积分球提供均匀平场基准来检验像面响应一致性。针对平场屏幕照明均匀性差,超大口径积分球制备困难等问题,本文提出了一种基于子孔径扫描的平场定标方法,以改善平场基准的均匀性及杂散光导致的定标不确定度。首先,完成子孔径平场定标理论分析,建立子孔径平场定标数学模型,规划子孔径扫描路线及扫描孔径大小,进行标定用准直系统参数的初设计。其次,完成像面照度仿真验证实验。最后,搭建实验平台,对规划的子孔径进行扫描,构建全口径照度数据,验证上述大口径空间巡天望远镜子孔径拼接平场定标方案的可行性。实验结果表明:以全口径为基准,用子孔径拼接法扫描待测系统像面能量叠加对比全口径像面照度,能够恢复全口径的照度信息,全口径像面灰度值为231.085,单个子孔径叠加灰度值为233.350,误差为1%,本文研究表明子孔径拼接法可用于大口径巡天望远镜的平场定标,具有实际应用价值。

中国“雪龙号”第32次南极科考队将尽力修复清华南极巡天望远镜AST3-2

2015年11月7日中国“雪龙号”极地科学考察船于上海顺利启航，近日经停澳大利亚Fremantle港（位于Perth西南19km）各类必备物资补给之后，将继续开赴南极洲进行中国第32次科学考察．“雪龙号”此行还将同时协助澳大利亚将货物从Fremantle运送至位于南极洲万赛讷湾（VincennesBay）的澳洲永久考察站CaseySta—tion．11月28日晚间，“雪龙号”已经成功穿越以风强浪高流急险象环生著称的西风带（纬度40度至60度之间），安抵南极浮冰区，正在继续朝南极中山站挺进．2014年11月18日下午，在澳大利亚塔斯马尼亚州（Tasmania）首府霍巴特（Hobart）访问的中国国家主席习近平在澳大利亚总理阿博特（TonyAbbott）陪同下，视察了当时正在当地港口进行物资补给的“雪龙号”科学考察船，慰问了中国第31届南极科学考察队全体成员．

南极巡天望远镜将赴“冰盖之巅”

我国自主研发的首台“南极巡天望远镜”（AST3）今年将随我国第28次南极科学考察队奔赴南极“冰盖之巅”，执行太阳系外行星、超新星等天文观测任务。

北半球最先进的大视场巡天望远镜项目启动

3月1日,由中国科学技术大学与中国科学院紫金山天文台合作建设的大视场巡天望远镜(WFST)项目启动,来自国家天文台、云南天文台、上海天文台、南京天文光学技术研究所、南京大学、云南大学、北京师范大学等天文研究机构的专家参加了启动会。WFST预计于2021年建成,将成为北半球具备最高巡天能力的光学时域巡测设备。在天文大数据时代,WFST可为我国时域天文的新发现和新热点提供基础支撑。

我国首台南极巡天望远镜连续监测银河系

我国首台＂南极巡天望远镜＂在中国第28次南极科学考察中,成功登上海拔4 000多米的南极＂冰盖之巅＂,安装在昆仑站,目前已可以通过卫星通讯进行远程遥控,实现全自动、

中国将利用南极巡天望远镜搜寻太阳系外行星

“除地球之外，其他行星上是否还有生命？回答这个问题，就需要我们寻找更多的太阳系外行星系统。”中科院国家天文台南极天文项目组胡义博士说，为了寻找更多的系外行星系统，需要更多地进行持续性天文观测。通过南极巡天望远镜的观测，可帮助我们实现研究银河系结构、近邻星系的距离等科学目标。

美国航天局决定建造新一代太空望远镜：广域红外巡天望远镜

经过多年论证研究后，美国航天局近日决定，建造新一代太空望远镜，其观测视野将比已在轨运行多年的哈勃太空望远镜大100倍。

大口径全景巡天望远镜

全球最大的光学望远镜——大口径全景巡天望远镜（LSST），已开始在智利动工建造，预计2015年投入使用。届时，它将成为世界上观测能力最强大的数字化天文观测系统，能够自动地对夜空进行观测。

我国南极巡天望远镜有望明年4月投入观测

中国南极天文中心主任王力帆11月22日告诉记者，经过不断的研究讨论，他们计划让目前正跟随南极科考队奔赴南极的我国首台全自动“南极巡天望远镜”，于2012年4月正式投入到南极天文观测中。

星空摄像师——墨子巡天望远镜

璀璨的星空给人们带来美的享受,同时也激起了人们对星空的向往。为了探索星空中的更多秘密,人们研制了很多高科技装备。我们今天的主角一一墨子巡天望远镜就是其中之一。在高山上守望星空墨子巡天望远镜身高10米、体重50吨,主镜口径达2.5米,是个大块头望远镜。和很多在偏远地区安家的大块头望远镜一样,墨子巡天望远镜把家安在了人烟稀少的青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖镇海拔4200米的赛什腾山上。

南极红外巡天望远镜红外背景辐射抑制方法

南极Dome A被认为是地球上最为优秀的天文测光、观测台址,尤其在红外波段。为了充分利用Dome A的独特天文观测优势条件以及满足系外行星观测需求和为我国未来南极更大口径望远镜的研制提供经验,提出建造1m可见/红外巡天望远镜。通过掩星法探测系外行星,至少需要万分之五的测光精度,必须很好地抑制或降低系统光机结构的自身辐射。以南极1m可见/红外巡天望远镜为例,进行南极红外望远镜杂散光抑制方法方面的探讨。由于该望远镜采用一次直接成像光学系统,光学结构简单,但无法设置冷光阑,红外背景辐射抑制效率较低。在光学系统设计上把次镜设置为孔径光阑进行优化设计,再详细介绍主镜遮光罩,次镜遮光罩,以及杜瓦瓶内冷光栏的独特设计,通过模拟仿真,自身辐射在像面上的辐照度为6.8×10-10 W/m2,为天空背景辐射在像面上的照度五分之一以下,满足天文观测三分之一要求。

施密特望远镜CCD巡天

当代天体物理学的发展日新月异,欧美和日本的一批口径8～16米,造价达数千万甚至数亿美元的大型光学望远镜将在近几年内陆续建成。面临这样的形势与挑战,从我国的国情出发,究竟有无可能在不太长的时间内,花较少的钱,取得国际先进、甚至领先的重要研究成果?

天文望远镜的历史与展望--兼论清华宽视场巡天望远镜(MUST)

天文学、天体物理学是自然科学中跨越时空尺度最大的学科。400多年前望远镜的发明改变了人类的世界观和宇宙观,引发了第一次工业革命。在新千年,天文学由于大望远镜、大巡天计划的不断涌现跨入了大数据的黄金时期。近10年来,欧、美、日主导的天文发现已有5次荣获了诺贝尔物理学奖,占比高达50%。天文学家发现了微波背景辐射,奠定了大爆炸宇宙论,改变了人类最基本的宇宙观.

南极巡天望远镜有望投入观测

中国南极天文中心主任王力帆22日告诉记者,经过不断的研究讨论,他们计划让目前正跟随南极科考队奔赴南极的我国首台全自动"南极巡天望远镜",于明年4月正式投入到南极天文观测中。据了解,首台"南极巡天望远镜"由南京天文光学技术研究所研究员制造,直径68厘米,有效观测口径50厘米。