近日,中国科学院南京天文光学技术研究所天文与空间镜面技术研究室,完成了慕天望远镜1.93米非球面主镜磨制。慕天望远镜由中国科学院院士苏定强、崔向群以及北京师范大学教授何香涛共同发起,北京师范大学、中国科学院新疆天文台、南京天光所和新疆大学共建,南京天光所负责研制。镜面的细磨和抛光均采用主动抛光盘完成。该技术由崔向群带领的团队在国内率先发展成功。
主动抛光盘通过计算机控制实时变形,使之与要求的镜面曲面形状相同,并优化各种工艺参数,实现高速、高平滑度和高面形精度的大镜面加工。仅两个月,镜面面形精度均方值达到0.8微米,显示了南京天光所近年来经过主动抛光盘技术方面的发展,在大镜面磨制的加工效率和精度方面获得了新提升。
项目团队将六关节工业机器人与摆臂轮廓仪相结合,解决了转台跳动误差影响精度的难题,为镜面的细磨和粗抛阶段提供了亚微米级的测量数据,实现了与光学干涉检验的无缝衔接。这一方法减少了大口径镜面在加工和检验位置往复搬运的风险和耗时,并提升了检验效率。
精抛由机器人驱动的并联平转行星研磨工具完成,通过公转、自转和研磨压力的精密调控实现了稳定的磨削特性。自主研发的工艺分析软件集检测数据处理、驻留时间计算、加工路径生成于一体,实现了数字化自动修磨、确定性好、误差收敛快。1.93米镜面全口径面形误差的均方根值优于1/50波长,好于设计指标。
慕天望远镜1.93米主镜的成功磨制,标志着南京天光所以主动抛光盘、机器人摆臂轮廓仪、并联平转动研磨工具为代表的先进技术加工和检验方法已进入常规应用,有望在我国大型和极大型天文光学望远镜的研制方面发挥作用。
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墨子巡天望远镜于2019年7月开始建设。与射电望远镜中国天眼(FAST)不同,墨子巡天望远镜是光学望远镜,工作在可见光波段。
墨子巡天望远镜的名字是为了纪念中国古代科学家墨子,他在两千多年前首次发现了光线是沿直线传播的原理,并进行了小孔成像实验,被誉为“世界光学第一人”。
通光面积大、杂散光少,系统探测灵敏度高,具备强大的巡天能力,能够每3个晚上巡测整个北天球一次,是北半球光学时域巡天能力最强设备……墨子巡天望远镜具备多项“硬实力”。
墨子巡天望远镜包括望远镜本体、主焦相机、望远镜圆顶台址和数据存储分析四大分系统,并配备7.65亿像素大靶面主焦相机,核心科学目标是搜寻和监测天文动态事件,开展时域天文观测研究,是目前北半球光学时域巡测能力最强的天文观测设备。
时域天文学是天文学热门研究领域。这一领域是回答恒星起源演化、黑洞本质、中子星物态、宇宙超重元素起源等重要科学问题的关键。据介绍,墨子巡天望远镜瞄准时域天文事件,比如超新星,伽马射线暴,引力波电磁对应体,太阳系天体,甚至未被理论预言的新型暂现源。
同时,墨子将与预期在2025年投入使用的位于南半球的薇拉鲁宾天文台大型综合巡天望远镜(VRO/LSST)在天区覆盖上互补,实现全天时域监测,推动时域天文学的发展。
近年来,近地小行星飞掠地球的新闻时常引发公众关注。墨子巡天望远镜巡天数据可用于开展近地天体监测,助力预警和防御。近地天体指运行轨道靠近地球轨道的太阳系天体,包括小行星和彗星等。
据介绍,墨子巡天望远镜巡天数据叠加,将提供北天球最深的高精度、大天区、多色测光和位置星表,作为传世巡天数据,在未来数十年内可用于宇宙中各类天体的证认和系统研究。同时,墨子巡天望远镜将面向国家航天强国战略,开展太阳系近地天体等搜寻与监测研究,服务航天安全和深空探测战略需求。
文章来源:南京天文光学技术研究所、新华社、科技日报