王志凌

（長(zhǎng)沙市南雅中學(xué)，長(zhǎng)沙410129）

淺談天文望遠(yuǎn)鏡的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

王志凌

（長(zhǎng)沙市南雅中學(xué)，長(zhǎng)沙410129）

天文望遠(yuǎn)鏡是航天事業(yè)發(fā)展的必備產(chǎn)物，在航天事業(yè)的發(fā)展下，我國(guó)天文望遠(yuǎn)鏡技術(shù)也日趨成熟，本文主要分析天文望遠(yuǎn)鏡的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。

天文望遠(yuǎn)鏡；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1 我國(guó)天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)展的現(xiàn)狀

1.1 天文觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具備一定的規(guī)模

天文觀測(cè)事業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)逐漸形成一批具有全新的自主光學(xué)、射電以及毫米波的望遠(yuǎn)鏡。到目前為止，已經(jīng)在全國(guó)各地建立大約20座觀測(cè)臺(tái)站，并且已經(jīng)開始向國(guó)內(nèi)外的天文界開放光學(xué)和射電天文觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。例如2008年我國(guó)便已經(jīng)成功研制了大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡，從而很好地為我國(guó)天文學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 我國(guó)亟須具備國(guó)際一流的天文觀測(cè)手段

雖然說(shuō)我國(guó)在天文觀測(cè)設(shè)備和天文勘察技術(shù)等方面取得重大的進(jìn)展，尤其是在服務(wù)國(guó)家重大需求方面發(fā)揮了極其重要的作用。但是，從目前的情況來(lái)看，我國(guó)的天文觀測(cè)事業(yè)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)有著較大的差距。為此，我們就必須要不斷加強(qiáng)對(duì)天文理論和技術(shù)的創(chuàng)新，逐步發(fā)展具有國(guó)際一流水準(zhǔn)的天文觀測(cè)技術(shù)，從而不斷提升我國(guó)在衛(wèi)星導(dǎo)航方面的應(yīng)用、空間環(huán)境以及深空探測(cè)等方面的能力。

例如，以光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，我國(guó)目前所用的都是通用型的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，其最大的觀測(cè)口徑為2.4m，而國(guó)際上在20年之前便成功制造出10m口徑的紅外望遠(yuǎn)鏡。若從望遠(yuǎn)鏡的數(shù)量上看，我國(guó)的望遠(yuǎn)鏡數(shù)量?jī)H僅占到世界的2%左右。若是考慮到望遠(yuǎn)鏡的空間大小和設(shè)備的先進(jìn)程度的話，我國(guó)望遠(yuǎn)鏡的關(guān)鍵性指標(biāo)更是相對(duì)落后。為此，無(wú)論是地基觀測(cè)還是空基觀測(cè)，我國(guó)都亟須發(fā)展具有高分辨率的望遠(yuǎn)鏡。另外一方面，我們還必須要注重天文應(yīng)用觀測(cè)能力方面的提升。目前，我國(guó)中科院空間目標(biāo)以及碎片觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)初具規(guī)模，但是由于老化，這些設(shè)備已經(jīng)不能很好地滿足當(dāng)前空間觀測(cè)的需求。為此，我們就必須要對(duì)其設(shè)備進(jìn)行不斷完善和改進(jìn)，靈活地采用光電陣和光電籬笆等國(guó)際一流的觀測(cè)手段，才能更好地完成各項(xiàng)觀測(cè)任務(wù)。同時(shí)，我們也注意到，我國(guó)衛(wèi)星激光測(cè)距網(wǎng)絡(luò)還存在諸多的弊端，在西部地區(qū)缺乏合理的天文觀測(cè)站點(diǎn)，海外站影響自主緊密定軌，等等。

2 我國(guó)天文望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 突破傳統(tǒng)載荷設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)載荷平臺(tái)一體化設(shè)計(jì)運(yùn)用

從我國(guó)目前的空間紅外天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)展來(lái)看，為了能夠更好地發(fā)揮天文望遠(yuǎn)鏡的載荷功能，我們必須要切實(shí)注重簡(jiǎn)化衛(wèi)星平臺(tái)的設(shè)計(jì)。在整星的配置方面，一般都是載荷設(shè)計(jì)確定之后，圍繞載荷進(jìn)行諸如太陽(yáng)能帆板和測(cè)量機(jī)構(gòu)等方面的設(shè)計(jì)，從而可以實(shí)現(xiàn)載荷平臺(tái)的一體化設(shè)計(jì)。

2.2 進(jìn)一步挖掘空間深冷低溫制冷技術(shù)

當(dāng)前，空間深冷低溫制冷技術(shù)，是確保天文望遠(yuǎn)鏡平臺(tái)上載荷有效運(yùn)行的關(guān)鍵性影響因素?？臻g紅外天文觀測(cè)的技術(shù)，決定了其光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)器必須要在低溫的工作環(huán)境下進(jìn)行，才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)太空外目標(biāo)的觀測(cè)。而且，隨著航天事業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)空間紅外天文望遠(yuǎn)鏡必須要逐步轉(zhuǎn)為復(fù)合制冷模式，尤其是為了能夠確保焦面探測(cè)器的制冷溫度，只有實(shí)現(xiàn)主動(dòng)制冷方式，才能確保平臺(tái)載荷的有效運(yùn)行。

2.3 注重反射式光學(xué)系統(tǒng)和后學(xué)光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展

當(dāng)前，天文望遠(yuǎn)鏡正在朝著大型化的方向發(fā)展，而且單顆的空間紅外天文衛(wèi)星的成本越來(lái)越高。因此，為了能夠?qū)崿F(xiàn)探測(cè)目標(biāo)的準(zhǔn)確性和多元化的探測(cè)任務(wù)需求，我國(guó)就必須采取主光學(xué)系統(tǒng)和后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)兩者的結(jié)合方式，才能更好地推動(dòng)天文望遠(yuǎn)鏡事業(yè)的發(fā)展。一般來(lái)說(shuō)，主光學(xué)系統(tǒng)，主要是采用反射形式，這樣就可以有效提高主口徑，盡可能地滿足被探測(cè)能量方面的需求。另外一方面，反射式系統(tǒng)中的工作譜段總體呈現(xiàn)是較寬的，能夠在很大程度上滿足寬譜段全面覆蓋的需求。同時(shí)，在滿足大焦距的基礎(chǔ)上，一定要充分利用多種平臺(tái)空間。而對(duì)于后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)，我們便可以充分利用多元化的探測(cè)任務(wù)需求來(lái)進(jìn)行全方位設(shè)計(jì)。但是，在這一過(guò)程中，我們必須要同時(shí)兼顧光譜探測(cè)、輻射測(cè)量等多種模式的需求，采用科學(xué)的光學(xué)器件。

與此同時(shí)，為了使我國(guó)天文望遠(yuǎn)鏡能夠跟上時(shí)代發(fā)展的潮流，我們就必須要緊跟國(guó)外空間紅外天文望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的主流研究方向，注重在低溫環(huán)境下發(fā)展大口徑的反射光學(xué)系統(tǒng)，以及相應(yīng)的定位、熱應(yīng)力補(bǔ)償?shù)认嚓P(guān)技術(shù)，不斷革新天文望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)思路和技術(shù)方法，只有這樣，才能有效地推動(dòng)我國(guó)天文望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

為了能夠更好地推動(dòng)我國(guó)天文望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展，必須要深入分析當(dāng)前我國(guó)天文望遠(yuǎn)鏡的現(xiàn)狀，對(duì)當(dāng)前我國(guó)天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)展過(guò)程中可能存在的問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)探討，以此為我國(guó)天文望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)思路和技術(shù)等方面提供準(zhǔn)確可靠的理論依據(jù)，確保我國(guó)天文觀測(cè)事業(yè)順利進(jìn)行。

［1］楊德華，徐靈哲.系統(tǒng)仿真在天文望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)中的應(yīng)用綜述［J］.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2009，(10)：383-384.

［2］董志明，楊德華，周旺平.大望遠(yuǎn)鏡波前檢測(cè)裝置運(yùn)動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)［J］.微計(jì)算機(jī)信息，2009，(16):75-76.

［3］李良.談?wù)劦孛娲笮吞煳耐h(yuǎn)鏡——紀(jì)念望遠(yuǎn)鏡問(wèn)世400周年［J］.現(xiàn)代物理知識(shí)，2008，(06):82-83.

Discussion on Present Situation and Development Trend of Astronomical Telescope

WANG Zhi-ling
(Changsha Nanya middle school,Changsha 410129,China)

The astronomical telescope is a necessary product of the development of the space industry.In the development of the space industry, the technology of our country is becoming more and more mature.This paper mainly analyzes the present situation and development trend of the telescope.

Astronomical telescope;Present situation;Development trend

P111.2

A

1674-8646（2015）09-0117-02

2015-06-24