三十米中国未来巨型望远镜主桁架结构的概念设计

随着天文科学日新月异的发展和对性能越来越高的天文望远镜的迫切需求,目前,国际上正在积极建设口径20 m~40 m量级的极大口径光学红外望远镜。这些望远镜为了实现更大口径,也面临着巨大的技术挑战。其中,为使望远镜达到光学设计要求,需要创新解决方案来满足足够的负荷分担要求。本文简单介绍了国际上极大望远镜主桁架结构及关键结构件的多种设计方法,分析了各种方案的优缺点,提出了一种新的轻量化钣金焊接结构的30 m中国未来巨型望远镜方案,并在此基础上进行了大量的有限元建模、优化和仿真分析。分析结果显示,望远镜指向天顶时,第一阶模态频率为2.3 Hz,结构最大变形为3.8 mm;而望远镜指向水平方向时,第一阶模态频率减小为2.1 Hz,结构最大变形为2.9 mm,满足了望远镜的相关技术要求,为我国未来巨型望远镜的研制提供了技术参考。

未来的地面和空间大望远镜以及我国目前的大项目

目前 ,已有 1 0架口径 8～ 1 0m的地面大望远镜建成并投入科学观测。在近红外波段 ,自适应光学和干涉术已在大望远镜上获得成功。Hubble空间望远镜发射至今已逾 1 2年。为了研究早期宇宙 ,探测类地行星等 ,2 0 0 2年 9月NASA已与TWR公司签约 ,研制口径≥ 6m的下一代空间望远镜JWST ,计划2 0 1 0年发射。许多口径 30～ 1 0 0m的地面未来巨型望远镜FGT项目已经提出。本报告 ,也介绍了我国正在研制或预研中的三个大项目 :LAMOST、FAST和SST ,这些项目虽较小 ,但完成后都会对天文学的一个方面作出有份量的贡献。最后 ,报告人建议我国参与到与国外合作研制FGT或NGST的工作中 。