大型太阳望远镜镜面视宁度的实验研究

太阳望远镜内部因太阳辐射作用使镜面升温,镜面上方产生局部大气湍流,导致镜面视宁度不佳,从而造成像质的严重衰减。文中基于温度梯度和气体流动导致固体-流场的耦合作用,提出镜面视宁度效应的形成机制,建立湍流大气光学产生镜面视宁度效应的理论,利用1 550 mm大口径双曲面镜的实验数据推导并验证镜面视宁度的实验模型,并对太阳望远镜主镜温控目标进行确定。在自然对流和强迫对流两种条件下,不同环境风速时镜面温差改变对镜面视宁度的影响。结果表明:镜面温差和环境风速与镜面视宁度相关性很强,增加主动通风可以降低镜面视宁度。温差是4℃条件下,自然对流时镜面视宁度为1.43″;温差是3℃条件下,0.2 m/s强迫对流时镜面视宁度为0.44″,1 m/s强迫对流时镜面视宁度为0.27″。根据镜面视宁度效应容差标准,在0.2 m/s强迫对流条件下,镜面-空气温差应控制在0.2 K以下;在1.0 m/s强迫对流条件下,镜面-空气温差应控制在1 K以下。此研究成果旨在揭示空气湍流的形成机理与传播规律及其对望远镜像质退化影响规律,为提升大口径太阳望远镜工作分辨率奠定基础。

“詹姆斯·韦伯空间望远镜”开启天文观测的“阿波罗”时代

2021年12月25日,推迟数年的“詹姆斯·韦伯空间望远镜”(James Webb Space Telescope,JWST)搭乘阿里安-5(Ariane-5)运载火箭发射,将进入距离地球1.5×106km的日地拉格朗日L2点工作轨道。JWST是美国国家航空航天局(NASA)新一代轨道红外天文台,是有史以来尺寸最大、功能最强的空间望远镜,将会补充和扩展“哈勃空间望远镜”(HST)的发现,以更长的波长覆盖范围和更高的灵敏度探索宇宙。JWST将更接近宇宙大爆炸的初始时间,寻找未观察到的第一批星系的形成,并观测正在形成恒星和行星系统的尘埃云内部以及系外行星。JWST将依托其强大的能力帮助探索广泛的科学问题,开启天文观测的“阿波罗”时代。

罗马流汗圆锥与太阳神阿波罗崇拜考证

古罗马喷泉流汗圆锥与太阳神阿波罗有关。其建筑形式最早取自用于祭祀太阳神的古埃及方尖碑,这种样式后在圣石祭祀中被借鉴为承载圣石的底座,并成为流汗圆锥建筑形式的来源。由于太阳神阿波罗破旧立新的性质,其象征物流汗圆锥被奥古斯都大帝视为国家象征矗立在城市中心,并被弗拉维王朝沿用。同时,流汗圆锥也在太阳神信仰传播下广泛出现于古罗马殖民地。

阿波罗药房:印度药店的“太阳之神”

作为印度最大的零售连锁药店——阿波罗药房在如何满足顾客需求方面追求的就是创新，这也正是他们稳居印度药房第一把交椅的关键所在。

阿波罗碲化镉太阳能电池生产线试产

据报道，通过3年多不懈努力，日前，国内唯一碲化镉太阳能电池生产线——四川阿波罗太阳能科技有限公司5MW碲化镉太阳能电池生产线试产，此举打破了多年来外国在该行业的垄断现状。与此同时，该公司合资组建的成都中光电阿波罗太阳能有限公司500MW碲化镉薄膜太阳能电池生产线也正式奠基，预计于2012年在双流形成500MW瓦碲化镉薄膜太阳能电池生产能力。

阿波罗薄膜太阳能光伏电池出产厂投建

杜邦阿波罗（DuPont Apollo）公司于2009年11月23日公布，位于中国深圳的硅基薄膜太阳能光伏（PV）电池模块出产厂投建。

Intivation太阳能UmeoxApollo阿波罗手机

这款机型，采用的是太阳能面板，在阳光下照2．5小时便可以使用一天待机，完全充满电需17小时，5月份面向欧洲、拉美、印度出货，高配的采用的是；MTK6516，跑的是Android2．2系统（联发科），其它规格：包括3．2N寸320×480像素触摸屏，内建1GB存储空间，可以使用MicroSD存储卡扩展，支持收音机、蓝牙、3．5ram耳机插孔，内置300万像素摄像头。

空间太阳望远镜主桁架的模态分析与试验

根据1m光学主镜支撑系统的特殊要求,提出了空间主桁架结构的模态分析与试验方案。运用MSC.NASTRAN软件计算求得前几阶固有频率和振型, 分析出结构存在局部模态。用自由悬挂、单点激振多点拾振法进行模态试验,CADA-X软件辨识模态参数, 结果验证了结构隐含的薄弱环节。计算与试验得到的模态参数相对误差在7.9%内,说明模态分析与试验的方案可行。分析了试验误差和结构产生缺陷的原因,为整星改进设计与光学装校提供可靠依据。

空间太阳望远镜主镜支撑结构的优化设计

空间太阳望远镜主镜是有效口径为1m的抛物面镜,工作状态需要达到衍射极限,因此光学系统要求主镜面形误差小于λ/40(RMS),精度主要靠主镜支撑结构来保证。主镜支撑结构应满足地面调试、在轨及发射状态的需要。支撑结构试验样机已经加工完成,地面调试结果表明主镜的镜面变形满足整个光学系统的要求。试验样机强度和刚度还有较大余量,结构本身比较复杂。用有限元分析方法进行优化设计,优化后的主镜支撑结构满足地面调试、在轨及发射状态的需要,也能保证主镜的面形满足整个光学系统的要求,有效减轻仪器重量、简化支撑结构的同时,提高了整个仪器的可靠性。

空间太阳望远镜在紫外波段成像检测中的杂散光测量和消除

针对EUV太阳望远镜在地面非工作波段预先检测时出现的杂散光问题,考虑望远镜长焦距的特点,建立了基于反射镜转动扫描原理的杂散光测量系统,测量得到了望远镜的点源透射率（PST）曲线。通过对比PST曲线和分析望远镜结构,得出杂散光的主要来源为小角度下的一级杂光,由此设计了主次镜遮光罩,并利用Tracepro软件建立望远镜的实体模型,在不同散射表面的双向散射（BRDF）值条件下计算出遮光罩的消杂光效果。对PST实际测量结果表明,在0~4°,使用遮光罩使杂散光减少3个数量级,杂光系数不超过3.65%。在分辨率成像测量中,杂散光影响得到消除,系统分辨率接近衍射极限,满足地面上紫外光波段的测量要求。

空间太阳望远镜主构架的力学分析与优化

基于航天器结构设计的特殊性,用有限元软件MSC.NASTRAN对空间太阳望远镜主构架进行了力学分析。根据敏度分析方法和优化计算要求,建立了满足结构频率和振型条件、追求重量最轻的优化模型。结合工程优化的特点,提出多种拓扑结构方案,并对主构架进行了拓扑型式比较与选优、形状优化和尺寸优化,最后对多变量优化设计的初值问题进行了探讨。经优化计算及工程处理,使主构架的总重量减少了36%,力学校验和热分析表明优化结构满足整星设计要求。

空间太阳望远镜中的轻量化铍镜研究

为提高空间太阳望远镜相关跟踪系统的动态性能,验证金属铍作为可见光波段反射镜材料的可行性与可靠性,对空间太阳望远镜相关跟踪器中的摆镜进行了研究,设计与研制了Φ84 mm轻量化铍镜。利用冲击研磨工艺得到铍粉,再通过热等静压工艺和机械加工得到铍镜镜坯。使用化学镀镍工艺在镜坯基体上镀覆镍磷合金过渡层,再经过光学加工完成铍镜研制。镜面干涉检测后得到面形精度为RMS:0.012λ,PV:0.114λ,铍镜轻量化率为43.68%。检测结果满足空间太阳望远镜的技术要求。

空间太阳望远镜的星载固态存储器研制

空间太阳望远镜有五个载荷仪器 ,其每天产生的数据达 172 8GB ,数据流以固态存储器为核心在星上数据处理系统各单元间调度 ,完成缓存、压缩、存储和下传 .本文分析了对固态存储器的需求 ,建立了其状态机模型 ,并确定了总体设计方案 .根据该方案用DSP和FPGA构成控制逻辑 ,用DRAM芯片阵列构成存储模块 。

1米太阳望远镜光谱仪像旋转及消旋控制

光谱仪是1 m太阳望远镜的主要终端设备之一,该望远镜采用地平式的机架结构和修正的格里高利光学系统。在望远镜跟踪太阳时,由于地平式望远镜的自身运动特点和光学系统中平面反射镜的存在,其光谱仪狭缝所在平面上的太阳像随时间绕主光轴旋转,因此光谱仪必须进行消旋才能正常工作。首先深入研究了光谱仪狭缝平面上像的旋转变化,分析其旋转范围、速度和加速度随时角变化的特性,然后根据光谱仪消旋精度并结合像的旋转特性提出伺服系统位置检测和驱动电机的主要性能指标,最后给出光谱仪消旋伺服控制方案。

太阳X-EUV成像望远镜

太阳X_EUV成像望远镜用来监测和预报影响空间天气变化的太阳活动,专门服务于空间天气预报研究.望远镜工作在4～10 0 的X射线波段和195 极紫外谱段,视场角4 5′,角度分辨5″,提供全日面、高分辨的成像观测.文中分析了太阳X、EUV波段的成像观测应用,介绍了X_EUV望远镜的基本设计,分析了望远镜对不同温度日冕等离子体的敏感性、对不同太阳活动现象的响应及反演日冕等离子体参数过滤片的组合利用.太阳X_EUV成像望远镜集成了掠入射望远镜和正入射望远镜两套系统,扩展了单一X射线望远镜的成像功能,能够观测更多的太阳爆发先兆现象或者伴生现象,是目前国际上同类仪器中最新的太阳成像监测仪器.

空间太阳望远镜太阳导行镜原理样机的研制

太阳导行镜(SGT)是空间太阳望远镜(SST)姿态控制的关键技术之一。针对 SST 姿态控制系统高速高精度的导行要求成功研制了太阳导行镜样机,该样机采用折射望远镜成像,光学口径60mm,焦距 810mm,视场 1°×1°。SGT 样机首次将 APS 器件应用于空间太阳导行,利用有源像素传感器(APS)行像素可提取的特性,以 DSP 作为数据处理器,快速提取日像边缘并完成日心坐标计算。利用 SGT 样机对太阳的周日运动进行了观测,数据分析表明,SGT 样机测量精度达到了 1.5″(3σ),数据更新率优于 30Hz,满足 SST 姿控系统的要求。

羊八井太阳中子望远镜

作为一个覆盖全球的太阳中子望远镜观测网网点,与羊八井现有的28支NM-64组成的中子监测器联合,在第23太阳活动周对一个伴随X3.3级太阳耀斑可能的中子事件进行了观测。

空间太阳望远镜成像镜调焦机构设计与分析

根据空间太阳望远镜成像调焦的要求,设计了一成像镜调焦机构.给出了设计的基本原理及设计方法,即步进电机驱动滚珠丝杠,丝杠通过连接杆和转向关节带动内筒.并根据设计加工制作了实物缩尺模型,进行了误差分析.最后给出了机构在锁定状态,16g重力加速度作用下的力学分析.

尖峰爆发标度律及其对新一代太阳射电望远镜参数的约束

射电观测是太阳物理和日地空间科学的重要探测手段,尤其是对于太阳爆发过程中的太阳非热粒子加速、发射和传播等过程.迄今,世界各地研制建成了上百台太阳射电望远镜,包括射电流量计、射电动态频谱仪和射电日像仪等.基于技术进步和新的科学设想,人们还在不断提出新的太阳射电望远镜计划.研制新的太阳射电望远镜时,需要考虑观测频率、带宽、时间分辨率、频率分辨率、空间分辨率、偏振精度等设计参数.事实上,过度追求高参数往往会无法实现期望的科学目标.如何合理地选择太阳射电望远镜的参数呢?长期的观测研究发现太阳射电爆发常常可分成一系列从长到短不同时标的爆发过程,其中,尖峰爆发是最小时间尺度的爆发现象,同时也是太阳上目前发现的最小空间尺度上的爆发过程,可看成一种元爆发过程,可能对应于单一的磁场重联和磁能释放.根据太阳射电天文学研究,识别尖峰爆发是对新一代太阳射电望远镜的基本要求.尖峰爆发的时间尺度和空间尺度又是随频率而变化的.从分析不同频段太阳射电尖峰爆发的时间和带宽的标度律来说明如何为新一代望远镜的设计选择合理的参数指标,并提出谱-像结合观测模式,最大程度地保证望远镜科学目标的实现.这种观测模式或将成为未来太阳射电观测的主要方式,对揭示太阳爆发现象中的非热过程的物理本质具有非常重要的意义.

太阳辐照500m口径球面射电望远镜的温度分布

为了掌握500m口径球面射电望远镜(FAST)在太阳辐照下的温度分布,弱化它的"太阳灶"问题,保护馈源舱内相关仪器,对太阳辐照FAST温度场进行了研究,包括太阳相关参数研究、"太阳灶"问题解析及热流计算、台址地貌对FAST的阳光遮挡及不同工况下的FAST温度分布等。结果表明,FAST馈源舱温度分布不仅与反射面反射率、孔隙率和辐照时间有关,而且与馈源舱防护罩的反射率、材料、焦舱位置、微波入口直径等因素有关。当反射面反射率为0.2、孔隙率为0.4时,馈源舱最高温度为47.56℃,时间约在12∶00;反射面最高温度为68.34℃时,时间是在14∶00,此时与反射面最低温度为35.03℃时的温差为33.31℃。文章还计算了形成太阳灶的时间域,最后为FAST的相关设计及使用提出了意见和建议。