太阳多层共轭自适应光学系统的性能优化

为克服大气非等晕的影响,多层共轭自适应光学(MCAO)系统被广泛应用于太阳望远镜,以有效扩大校正视场。仅考虑由于大气非等晕造成的系统理论误差,研究了变形镜(DM)个数及其共轭高度对太阳多层共轭自适应光学(MCAO)系统性能的影响。结果表明,MCAO系统中DM的最佳共轭高度取决于大气湍流的分布;理论上,太阳望远镜(D/r0=28.57)视场为1arcmin时,只需两块DM,太阳MCAO系统斯特列尔比(SR)可达0.55,基本满足太阳望远镜的观测要求;同时,随着太阳望远镜口径的增大,需通过增加DM个数以满足其在大视场观测的需求。     

一种空间超紫外望远镜在轨指向标定方法

介绍了一种不同波段的超紫外望远镜在轨指向的标定方法。此方法利用四个波段(13.0,17.1,19.5,30.4nm)的超紫外望远镜均有较高的光谱响应和能够对较强的太阳辐射光谱成像的特点,根据由不同的望远镜所获得的太阳的四个图像的变化,计算出了四个望远镜间的指向偏差。根据四个不同波段的超紫外望远镜的光学性能和太阳紫外辐射谱线的亮度优化出了具体的太阳辐射谱线,并对所选用的标定谱线的可行性进行了分析。该方法的在轨标定精度为0.1″。     

空间太阳极紫外(EUV)成像望远镜

太阳极紫外和X射线成像观测是空间天气研究的重要内容,空间太阳极紫外(EUV)成像望远镜是为空间天气研究和预报研制的仪器。介绍了国内外太阳极紫外和X射线成像的发展状况,在此基础上引入19.5nm成像观测的科学目标。阐述了望远镜光学系统和成像相机传感器的设计。前者包括光学结构和基本参数、光学窗口的选择、多层膜设计、光学系统仿真结果;后者包括两种不同成像传感器的对比和选择、控制系统的设计。     

光学仪器 眼镜、放大镜、显微镜、望远镜

P111．41 2005064476 空间太阳望远镜的图像预处理系统研制=Development of image pre-processing system for space solar telescopes[刊, 中]/王宇舟(中科院国家天文台．北京(100012)),金声震 ∥电子学报,-2005,33(7)．-1291-1294 空间太阳望远镜太阳磁场测量要求图像的信噪比为 104。受CCD满阱电荷的限制,必须对CCD采集到的图 像,在预处理单元进行图像积分以提高信噪比。为了减小     

羊八井太阳中子望远镜和中子监测器对2005年1月20日GLE事件的探测

西藏羊八井位于东经90.53°, 北纬30.11°, 海拔4310m, 垂直地磁截止刚度14.1GV. 2005年1月20日羊八井太阳中子望远镜和中子监测器探测到与X7.1/2b太阳耀斑相关的GLE事件, 其中太阳中子望远镜能量>40MeV的能道在5min(07:00—07:05UT)和20min(07:00—07:20UT)的时间间隔内计数率增长的统计显著性分别是3.7σ和6.0σ, 同时羊八井中子监测器也探测到计数率的增长,初始时间为06:51—06:52UT. 观测表明在这次GLE事件中太阳质子可被加速到能量大于10GeV.     

对外星生命的探索

据 2 0 0 1年 12月 1日出版的一期英国《新科学家》周刊报道 :天文学家们首次探测到太阳系以外的一颗行星上有大气 ,这就为寻找构成地球以外生命体的化学成分提供了可能。到目前为止 ,天文学家发现的围绕太阳之外的一些恒星运行的行星共有 76颗 ,但由于这些行星太暗淡 ,用现有的地基望远镜和空间望远镜都难于直接看清它们 ,更谈不上探索它们的大气组成了。ＨＤ2 0 94 5 8是一颗类似于太阳的黄色恒星 ,距离我们约 15 0光年。美国科学家布朗 (ＴｉｍＢｒｏｗｎ)和夏博尼安 (ＤａｖｅＣｈａｒｂｏｎｎｅａｎ)通过哈勃空间望远镜直接观测到了绕…     

质子和α粒子在铝材料中传输的Monte Carlo模拟

为了检验应用在极紫外(EUV)波段空间太阳望远镜上Al滤光片在空间辐射环境下透过率的变化情况,我们模拟部分空间太阳望远镜运行轨道的辐射环境,应用Monte Carlo(M-C)方法对Al材料进行低能量的质子和α粒子辐照损伤模拟,计算给出了质子和α粒子辐照对Al材料产生的缺陷、电离以及声子等辐照效应,最后对结果进行了比较和分析,从而预测质子和α粒子辐照对Al滤光片性能和使用寿命的影响.     

子镜面内位移对中国巨型太阳望远镜主镜控制的影响

针对中国巨型太阳望远镜(CGST)的8m环形太阳望远镜(8m-RST)设计方案,建立了其边缘传感器和光学传感器响应子镜面内位移量的模型,进而分析了子镜面内位移对环形拼接主镜面形保持的影响。考虑了望远镜桁架因望远镜指向和温度改变所引起的子镜面内位移量,发现该位移量会破坏8m-RST的面形保持效果。为解决面内位移对8m-RST面形保持的不利影响,提出了相应的主镜控制模型改进方案。改进方案是:通过在子镜拼缝处加装两组间隙量传感器和一组剪切量传感器,利用增加的探测量估算子镜的面内位移量,进而修正边缘传感器与光学传感器的设定值。当间隙量和剪切量的探测精度优于23nm时,改进方案可以满足CGST的8m-RST方案的面形保持要求。     

1m红外太阳望远镜折轴光路与封窗偏振建模

通过精确的偏振测量实现太阳中低层磁场遥感是1 m口径红外太阳望远镜的重要科学任务。为了实现高精度高效率的系统偏振定标,需要对望远镜系统进行偏振建模。分析了该望远镜折轴光路仪器偏振的周天和季节变化,以及望远镜真空封窗的应力双折射效应。结果显示折轴光路的偏振效应主要表现为线偏振与圆偏振之间的交扰,交扰程度最大达0.7。同时,由于像旋速度巨大,临近夏至期间太阳接近中天时偏振交扰会呈现一个震荡过程。封窗在重力和真空载荷的共同作用下,总的偏折特性可等效为一个位相延迟片;并且延迟量随望远镜高度角变化而变化。当望远镜指向水平时偏振交扰最明显,达1.2×10-2。     

一种地基太阳望远镜焦点探测方法

太阳强热辐射导致太阳望远镜光机系统热形变,引发较明显的时变焦点位置漂移。离焦像差影响高分辨观测,降低观测图像的空间分辨率,因此需要探测并补偿望远镜的离焦像差。由于大气湍流的影响,一般的基于图像处理的焦点探测方法不能有效地运用于地基太阳望远镜。而天文望远镜常用的基于Shack-Hartman波前探测的方法,在观测太阳边缘和低对比度的太阳米粒结构时无法工作。因此,提出一种基于图像能谱分析的焦点探测方法,该方法以图像能谱比的低频分量平均值作为焦点探测评价函数,能够消除目标信息的影响和平滑大气湍流的影响。实验证明,该方法的探测精度和探测时间分辨率能满足地基太阳望远镜不同观测目标的高分辨观测的需要。     

深空太阳天文台磁场望远镜主反射镜热分析

基于空间太阳望远镜已有的光机热集成研究,结合其运载轨道修改、观测视场扩大等因素的调整,获取了深空太阳天文台磁场望远镜主反射镜温度分布的定量结果.采用光机热集成分析法,结合主反射镜前期的支承方案,获取了主反射镜在装夹状态下的热变形定量描述.采用抛物面多项式和Zernike多项式拟合,获取了主反射镜表面热变均方差值大于λ/40(λ=533nm)的热控准确度,无法确保系统获取0.1″的高分辨率成像目标,验证了预研阶段热控方案的局限性.提出修改主反射镜正三角的机框式支撑为六点支撑的建议,为深空太阳天文台磁场望远镜热控准确度的提高、热控方案的优化提供技术参考.     

基于主成分分析的太阳光谱信息提取

太阳光谱观测是研究太阳大气活动现象有效手段之一。提出了一种基于主成分分析的太阳光谱特征信息提取和重构方法,分析了重构数据噪声抑制程度和主成分阶数的关系,计算了不同主成分阶数下重构数据的谱线信噪比以及多普勒速度测量精度。结果显示特征信息提取后,重构数据较大程度保留了原始光谱数据信息,光谱数据信噪比明显提高,谱线多普勒速度测量精度也显著提高,并且三维光谱数据存储和传输量大幅缩减。该方法能够满足一米新真空太阳望远镜当前数据规范发布需求和科学目标要求,为中国在建的光纤阵列太阳望远镜以及未来的巨型太阳望远镜光谱数据处理提供参考。     

光学仪器

眼镜、放大镜、显微镜、望远镜 P111．2 2004021553 空间太阳望远镜在轨自动调焦的最小图像熵判据=Using the minimum entropy as a criterion for the in-orbit automatic focussing of space solar telescope[刊,中]／郭玲华(中科院国家天文台空间技术实验室．北京(100012)),丁晓青…∥光学技术．—2003,29(4)．—391-393 在分析图像离焦时的状态特性的基础上,提出了一种新的更适用于空间相机的离焦判据—最小图像熵判据。最小图像熵合焦判据更适合于低对比度的天体目标,利用计算机仿真程序演示了给定目标经系统成像的过程,计算了不同离焦状态下的图像熵。这一技术将应用于2005年发射的太阳空间望远镜中。图8表1参8(于晓光)     

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。     

中国巨型太阳望远镜热光栏光学分析

中国巨型太阳望远镜（CGST）采用共轴格里高利光学系统,主镜直径8 m,焦比为1。热光栏是中国巨型太阳望远镜（CGST）的一个核心结构,安装在主焦点位置,热光栏反射掉大部分热量（约为29 kW）,但是本身也会吸收一小部分热量。对热光栏结构进行设计,运用TracePro软件模拟分析太阳中心观测,太阳边缘观测,内冕观测和超出范围观测4种情况下太阳的辐照度分布,并计算得出了热光栏各部分的辐射分布,为设计后续的冷却系统提供了数据参考。     

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。     

眼镜、放大镜、显微镜、望远镜

P111.2 2004010749 空间太阳望远镜镜筒桁架的优化=Optimization of tubetruss for space solar telescope[刊,中]/胡企千(中科院国家天文台.江苏,南京(210042)),刘梅∥光学精密工程.—2003.11(2),—151-156 空间望远镜的镜筒桁架结构优化以构件总质量等于     

光学仪器

眼镜、放大镜、显微镜、望远镜P111.412007032906极紫外太阳望远镜成像质量检测系统设计=Testing sys-temfor performance of EUVsolar telescope[刊,中]/巩岩(中科院长春光机所应用光学国家重点实验室.吉林,长春(130033))//光学精密工程.?2006,14(6).?969-973为了在实验室模拟空间环境,检测极紫外太阳望远镜成像质量,提出了由激光等离子光源、Newton型准直光管系统、背照射CCD相机、真空系统等组成的17~30nm极紫外准直光管检测系统,给出了详细的物理分析、光学设计和真空系统设计方法和结果。真空实验测试结果表明,系统在80min内,真空…     

天文台内的物理实验

许多中学的天文台不仅是观察天体、遨游苍穹的舞台,还可以进行若干物理实验,趣味性和直观性都很强,本文举几例如下．１　间接证明地球的自转无论是在白天还是在晚上,无论是跟踪太阳还是星星,望远镜的同步跟踪功能,都可以在不太长的时间显示地球的自转．操作时选定某个星星或太阳,启动同步跟踪系统,望远镜转动,但星星或太阳始终在目镜中或太阳成像屏上．２　说明运动的合成及分解人在地面向北走,在太阳静止参照系中看是曲线,是因为人同时参与了两种运动：向北的直线运动和地球的旋转,合运动必然是曲线或近似的斜线．以转动的天文…     

太阳系有望发现真正的第九大行星

正如果你为冥王星痛失第九大行星身份而遗憾的话,现在有个好消息,那就是在冥王星之外有一颗公转周期约为1万~2万年的行星将填补冥王星留下的空缺。由于无法直接观测到,美国加州理工学院的巴特金(Konstantin Batygin)和布朗(Michael E.Brown)认为该行星的质量约为地球的10倍或更多,它的存在解释了柯博伊带奇怪的天体聚集现象(如图)。这颗行星距离太阳非常遥远,所以很难直接观察到,但是夏威夷的昂星团望远镜(Subaru Telescope)和智利的大型综合巡天望远镜(Large Synoptic Survey Telescope)将开展观测工作,有望在10年内观测到它。