天文望远镜史话

 望远镜的问世,延长了人们的视线,开阔了眼界。随着科学技术的发展,特别是近年来望远镜与电子技术、X射线技术、γ射线技术、计算机技术的紧密结合,使望远镜的聚光能力、分辨率、观测距离、放大本领增大,极大地提高了望远镜的观测水准。根据不同的需要,出现了大地望远镜、测量望远镜、军事望远镜、观赏望远镜、天文望远镜等。望远镜已成为人们从事科学研究和经济建设的有力助手,广泛应用于天文、导航、科学考察等领域,成为一项高科技产品,尤其天文望远镜已是反映一个国家经济实力和高科技水平的重要指标。我们浅略地追述望远镜的发展,特别是天文望远镜的发展,从中看出望远镜在科学发展中的重要作用和深远意义。     

拟议中的21世纪光学望远镜

 不论天文爱好者还是职业天文学家都渴望有一台大的反射镜或透镜,因为它能聚集更多的光,具有显示天体细节的潜能。特别是专业工作者,大仪器是研究宇宙中的暗星系和现代天文学中许多重要问题不可或缺的。可以说望远镜越大越好。现在,大地基望远镜主要是口径8～10米的反射镜,它们代表了自伽利略将望远镜用于夜空研究400年以来光学望远镜发展的巅峰。其中有建在智利的欧洲空间局的甚大望远镜(由4台8米望远镜构成),位于夏威夷的两台10米凯克望远镜和8.3米昴星望远镜,双子望远镜(两台望远镜分别装在南半球和北半球),以及德克萨斯州麦克唐纳天文台的9米大型拼镶镜面望远镜。     

望远镜轶事

 许多传奇故事总是强调科学发现的偶然性、机遇性,忽略了科学发现的真实历史条件和科学工作的极端艰苦性,但望远镜的发现却实属偶然。1608年,荷兰眼镜匠利帕希的一个学徒在空闲时拿两个透镜片对着看,结果发现远处的物体竟然变得近在眼前,他将这件怪事告诉了师父。利帕希经过实验发现确实有这种效果,就将两个透镜片装在筒里,制成世界上第一架望远镜,卖给了荷兰政府。荷兰政府意识到它潜在的军事用途,采取了保密措施,但并未奏效。第二年,伽利略听说了这种新仪器,经过不断改进,造出了可放大20倍的望远镜(图1)。     

一种新型的大量程探测器望远镜

本文描述一个大量程粒子望远镜.它由一个平行板雪崩探测器(PPAC),一个电离室(IC)及一个光迭层探测器(phoswich)组合而成.它适合于很宽能区内轻粒子和重碎片的测量.该探测器在近代物理研究所1.7米迴旋加速器上用96MeV ¹⁶O+⁵¹V反应中30°方向上的产物进行了调试,测量结果表明,电离室和Phoswich构成的望远镜对电荷数Z>2的粒子给出了极好的分辨(¹⁶O的Z分辨达到5%);Phoswich本身对H、d、t、α等轻粒子也给出了相当好的分辨.     

185雷达标校测量电视定线望远镜的校调

雷达与标校电视定线望远镜的组合,实际上即成为雷达经纬仪,见图1所示,但是其中定线望远镜与一般大型经纬仪中的望远镜工作情况有所不同。区别如下:其一、定线望远镜在雷达上的安装位置与雷达电轴x轴之间有一偏移距离-ΔY和ΔZ。     

封面照片说明

2012年8月6日,"好奇号"火星探测器顺利进入飞往成功降落在火星的轨道表面。该探测器是2011年11月26日发射的,被认为其重要性与哈勃太空望远镜相当。"好奇"号重量超过900千克,动力由一块核电池提供。该系统主要包括:一个装填钚238二氧化物的热源和一组固体热电偶,可以将钚238产生的热能转化为电力。系统设计使用寿命为14年,足以为"好奇"号上同时运转的诸多仪器提供充足能     

光学天文望远镜的足迹

文章以较为轻松的笔调概述了光学天文望远镜400年的发展史.全文分7个部分,内容包括望远镜的诞生、像差和消色差透镜、传统的反射望远镜和折射望远镜、施密特望远镜的作用、当代巨型望远镜的出现、空间望远镜,以及对月基望远镜的憧憬.     

有助于观测遥远行星的恒星遮光罩

远方的行星看起来极为黯淡，再加上它所围绕的恒星比它亮10^10倍，所以对其进行光学观测总是困难重重。上述问题也困扰着空间轨道上的望远镜，尽管它们的观测已不再受地球大气层造成的“闪烁”影响。最近，美国博尔德市（Boulder）科罗拉多大学的韦伯斯特·卡什（Webster Cash）提出一个巧妙的解决方案。他设计了一种形状特殊的恒星遮光罩，缚在和望远镜一起运动的航天器上。遮光罩可有效地阻挡恒星光线进入望远镜，从而把星光衍射的影响降到最低，提高行星观测的清晰度。     

封面照片说明

 中科院高能所研究人员正在研制的硬X射线调制望远镜HXMT,是目前世界上具有高灵敏度和较好空间分辨本领的空间硬X射线望远镜。该探测系统由18个单体组成,每个单体包括一个板条式准直器和一个探测面积为280平方厘米的NaI/CsI复合晶体探测器。     

新的宇宙曙光

哈勃太空望远镜拍摄的原始深场照片是天文学中最具标志性的图片之一。这张图片由数量惊人的遥远星系组成,星系镶嵌在黑色的背景之上,它是哈勃在1995年12月对大熊座的一小块区域进行了一系列观测之后得到的。受这张经典照片启发,天文学家们开始计划一项新任务来研究早期宇宙——这项任务可以看到更早的宇宙,观测到宇宙大爆炸之后3亿年就已经存在的最早的星系。但要做到这一点,需要一个有史以来最大的望远镜,一个比哈勃2.4 m的镜子大得多的望远镜。答案是:下一代太空望远镜(Next Generation Space Telescope,NGST),这是一个巨大的太空望远镜,拥有6.5 m的拼接式主镜,它有望实现一系列新的发现。     

未来的大望远镜

 1610年1月,伽利略将其简陋的望远镜转向天空,在不长的时间里,作了一系列惊人的天文发现:月球的山脉,木星的卫星,金星的盈亏现象,以及构成银河的无数恒星…….伽利略望远镜的口径只有4厘米,而1897年建成、迄今仍为世界最大的折射望远镜,口径达101.6厘米.为什么不建造更大口径的折射望远镜呢?技术上有很多困难,如好几百公斤重的大口径透镜,将会在其自身重量的影响下发生形变等.另外,大口径透镜固然可以让更多的星光通过,但随着透镜口径的增大,其厚度也相应加大,星光将更多地被吸收,结果是有点得不偿失。     

新的宇宙曙光

哈勃太空望远镜拍摄的原始深场照片是天文学中最具标志性的图片之一。这张图片由数量惊人的遥远星系组成,星系镶嵌在黑色的背景之上,它是哈勃在1995年12月对大熊座的一小块区域进行了一系列观测之后得到的。受这张经典照片启发,天文学家们开始计划一项新任务来研究早期宇宙——这项任务可以看到更早的宇宙,观测到宇宙大爆炸之后3亿年就已经存在的最早的星系。但要做到这一点,需要一个有史以来最大的望远镜,一个比哈勃2.4 m的镜子大得多的望远镜。答案是:下一代太空望远镜(Next Generation Space Telescope,NGST),这是一个巨大的太空望远镜,拥有6.5 m的拼接式主镜,它有望实现一系列新的发现。     

用于超短脉冲扩展的时间望远镜

在理论上系统地研究了具有脉冲扩展功能的时间望远镜系统，时间望远镜主要是利用啁啾脉冲非线性参量转换过程实现的，它具有较高的转换效率和输出傅氏变换极限长脉冲的特点.理论研究和数值模拟计算发现非线性晶体的群速度失配是造成时间像差和转换效率下降的主导因素，在此基础上提出了时间望远镜系统在设计中所应遵循的基本准则，在实验上成功地将70fs光脉冲扩展成了近傅氏变换极限的60ps长脉冲. 关键词： 啁啾脉冲 望远镜 光参量放大     

南非大型望远镜启用

“今天能来到这里，我很高兴，”南非大型望远镜（Southern African Large Telescope，SALT）项目负责人戴维·巴克利说：“我们在没有超出预算的情况下，按时完成了南非大型望远镜的建造。”这架造价1900万美元的望远镜坐落在开普敦以北260千米处，靠近萨瑟兰郡，2005年11月南非总统塔博·姆贝基（Thabo Mbeki）主持了它的启用仪式。     

发现暗物质存在的直接证据

美国天文学家宣布观测到暗物质．人们相信暗物质这种神秘的物质在宇宙中的总量约占宇宙总量的1／4，是“明物质”（普通物质）的5倍，在遥远的30亿光年之外有两个巨大的星系正在发生碰撞，美国NASA的钱德勒X射线望远镜和哈勃望远镜、欧洲南方天文台的超大望远镜和麦哲伦望远镜都在观察着这个壮丽的宇宙奇观，碰撞的能量非常巨大，以致使暗物质和明物质发生分离，这给了我们一个非常好的研究暗物质的机会，虽然科学家们至今仍在研究神秘的暗物质究竟以什么形态存在，但有确凿的证据显示这个宇宙中的物质大部分是暗物质。（相关论文将于近日在《天体物理杂志》发表）     

将于2005年发射的太空望远镜

 美国国家航空和宇宙航行局（ＮＡＳＡ）已经决定支持斯坦福大学研制空间γ射线望远镜ＧＬＡＳＴ（Ｇａｍｍａ－ＲａｙＬａｒｇｅＡｒｅａＳｐａｃｅＴｅｌｅｓｃｏｐｅ）。这是一项由ＮＡＳＡ和美国能源部以及法国、德国、意大利和日本的专家合作进行的计划,探测地球上所不能达到的超高能量电子和核粒子。ＧＬＡＳＴ预定于２００５年发射,运行５年。由于ＧＬＡＳＴ比现有的γ射线望远镜性能和精度要高得多,科学家可以用它探测极短瞬的现象,如一个时间尺度范围的活动星系核和神秘的γ射线爆。最初的ＧＬＡＳＴ仪器装置是由薄铅箔与薄硅片交替放置的塔形方阵（用来记录γ射线的方向）和一个闪烁晶体的方阵（测量γ射线能量）。     

3.5 m口径空间望远镜单块式主镜技术展望

主反射镜的口径大小与结构形式在极大程度上决定了空间望远镜的技术难度与经济成本。为了实现更高的空间分辨率与更强的信息收集能力,各国研制的空间望远镜主反射镜的口径朝着越来越大的趋势发展,从“哈勃空间望远镜”（HST）的2.4 m,到“新世界观测者空间望远镜”（NWO）的4 m,甚至到“先进技术大口径空间望远镜”（ATLAST）的8 m,无不体现了对超大口径空间观测能力的追求。而单块式主镜凭借其支撑技术的可靠性与经济性,正成为超大口径空间望远镜的首选。通过对国外研制的超大口径空间望远镜的论述与分析,探讨了目前空间望远镜中超大口径主反射镜的关键技术与发展方向。针对目前国内运载能力与光学制造加工能力的极限,提出了建造基于3.5 m口径主镜的空间望远镜设想。     

明清之际汤若望的窥筒远镜

明末清初耶稣会土汤若望（Adam Schall von Bell,1591-1666)所制造和使用的窥筒远镜是什么样的光学仪器，巳有人做了一些分析与推测，文章根据有关历史文献的记述，又在物理实验室做相关模拟实验，从而得出，汤若望的“窥筒远镜”既非摄影箱、亦非开普勒式望远镜，就其结构而言，它本质上是属于伽利略式望远镜。     

世界最大的太阳望远镜首次拍照

这张太阳表面湍流沸腾等离子体的最新特写,是有史以来最大太阳望远镜的首张照片。它有一面4米宽的镜子,是现有任何太阳望远镜的两倍大,位于夏威夷毛伊岛(Maui)哈雷阿卡拉(Haleakala)山顶3000米处的制高点,丹尼尔?井上太阳望远镜(DKIST,Daniel K.Inouye Solar Telescope)将揭示太阳从内部向其大气(日冕)输送能量过程中前所未知的细节。     

基于AR模型搜索迭代算法的望远镜跟踪误差分析

在大口径光学望远镜观测星体目标时,其跟踪误差主要由风载引起的望远镜跟踪抖动误差和大气湍流引起的跟踪误差组成.建立了望远镜跟踪误差的简化分析模型,提出了一种采用AR模型迭代算法将风载引起的望远镜跟踪抖动误差和大气湍流引起的跟踪误差分离的新方法,并在1.8 m望远镜上进行了实验验证.结果表明,风载引起的望远镜跟踪抖动误差与风向和风速直接相关,实验结果与理论分析比较符合.