立方体卫星等纳米卫星的可用体积对望远镜直径施加了物理限制,限制了可实现的空间分辨率和光度测定能力。例如,12U 立方体卫星通常仅具有足够的体积来容纳直径为 20 厘米的单片望远镜。在本文中,我们介绍了可部署光学器件的最新进展,该器件可在 6U 立方体卫星中容纳直径 30 厘米以上的望远镜,其中 4U 的体积专用于有效载荷,2U 的体积专用于卫星总线。为了达到这种高紧凑度,我们在发射时折叠主镜和次镜,然后在空间中展开和对齐。通过控制每个镜段的活塞、倾斜和倾斜,可实现可见光谱部分的衍射极限成像质量。在本文中,我们首先描述整体卫星概念,然后报告有效载荷的光机设计以部署和调整镜子。最后,我们讨论了主镜的自动相位控制,以控制望远镜的最终光学质量。
开始勘测天空 南希·格雷斯·罗曼空间望远镜被列为 Astro2010 十年调查中大型太空任务的最高科学优先级,它将在 2020 年代及以后的天体物理学中发挥关键作用。 扩大我们的视野 罗曼的 WFI 将以比哈勃快 1,000 倍的速度勘测天空,收集近红外成像和光谱数据,具有哈勃质量的分辨率和灵敏度,视场比哈勃的 WFC3/IR 大 200 倍。 涵盖所有天体物理学 罗曼 WFI 数据是通过一般天体物理学调查以及计划中的核心社区调查收集的,将丰富天体物理学的研究,使人们能够研究可观测宇宙中几乎所有类别的天文物体、现象和环境。 开放数据访问 罗曼收集的所有数据都是非专有的,所有人都可以通过米库尔斯基空间望远镜档案 (MAST) 获得。罗马任务将在云端托管马赛克、目录和其他数据产品,并将与天文界合作创建开源数据缩减和分析工具。
1 中国科学院微电子研究所微电子仪器与设备研发中心,北京市北土城西路 3 号,100029,中国;yuesong@ime.ac.cn(SY);zhangzhe1@ime.ac.cn(ZZ);zhangkunpeng@ime.ac.cn(KZ);guohuifang@ime.ac.cn(HG);wangran@ime.ac.cn(RW);doutonghui@ime.ac.cn(TD)2 中国科学院大学微电子学院,北京市玉泉路甲 19 号,100049,中国 3 北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室,北京市小营东路 12 号,100192,中国;zdl_photonics@bistu.edu.cn(DZ); zhulianqing@sina.com (LZ) 4 东南大学电子科学与工程系,南京四牌楼 2 号 210018,中国 * 通信地址:h.yang@seu.edu.cn (HY); zz241@ime.ac.cn (ZZ) † 这些作者对本文的贡献相同。
许多太空和地面望远镜的提案都趋向于更大的主镜孔径直径,部分原因是天体物理学界希望发现类似地球的系外行星。尽管地面望远镜的尺寸可以继续增大,但太空望远镜受到单个运载火箭整流罩尺寸的限制。为了实现越来越大的太空望远镜,必须考虑在轨组装。这项工作旨在通过评估包含不同发射平台的太空望远镜架构,了解灵活设计方案对太空组装望远镜任务的前期和长期成本的影响。分析了一个 20 米望远镜的概念,并使用结构、光学、热、发射和轨迹子系统的模型来探索灵活设计对望远镜的发射成本和相对或比较复杂性的影响。探讨了发射模块不确定性的影响,并分析了灵活的设计概念,以确定在考虑不确定性后在估计成本和复杂性方面更有利的替代设计概念。分析结果表明,应在概念开发阶段的早期探索在空间望远镜架构的范围和时间上都具有灵活性的设计概念,特别是那些使用现有望远镜任务的传统设计方面的设计概念,并且可能为现有的空间组装望远镜概念提供更好的替代方案。
NASA Glenn研究中心的低温电子组一直在努力开发电动机控制电子产品,该电子设备将在40 K的温度下运行。该组进行了测试,以确定哪些电子组件将在如此低的温度下运行。然后,确定在低温下成功运行的组件被用于设计低温运动控制器电路。建立,评估和证明是在70 K处运行的原型电机控制器电路。接下来,Glenn Researchers计划在温度更低的温度下确定电路性能 - 降低到40K。
一些关键科学问题,例如恒星形成、寻找类地系外行星等,只有工作在紫外-可见光波长范围且主镜直径大于 8 米的望远镜才能解答。未来的大型太空望远镜需要新技术以合理的成本满足其高性能要求。空中客车公司为欧洲航天局研究了两种截然不同的望远镜概念:一种是带有 4 米主镜的整体式望远镜,可提供阿丽亚娜 6 号整流罩可容纳的最大收集面积;另一种是大型可展开分布式孔径空间望远镜,其收集面积为 50 平方米,实现相当于 12 米直径的实际分辨率极限。确定了关键使能技术并概述了未来技术发展的路线图。这些技术包括大型整体镜面抛光、主动光学、可展开空间结构;低成本、轻型光学器件;以及波前传感和控制方法。
介绍了大型望远镜和太空任务的沉浸式虚拟展览。该展览旨在克服公众在欣赏现代天文研究设施的规模和复杂性时遇到的困难。使用详细的 3D 模型,可以通过在虚拟空间中移动来探索无法亲自参观的地面和太空望远镜。该展览是使用 Epic Games 开发的工具 Unreal Engine 创建的。用户佩戴 Oculus Quest 虚拟现实耳机并使用 Xbox 游戏控制器遍历 3D 展览。CAD 模型是从开放获取来源和主要天文台工作人员的帮助下收集的。展览的第一个版本重点介绍了亚利桑那大学主要参与的望远镜和行星任务,但它可以定制以包括任何主要的望远镜或太空任务。游客可以体验 6.5 米 MMT、双 8.4 米 LBT、24.5 米 GMT、25 米甚大天线阵、美国宇航局哈勃太空望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜、凤凰号火星着陆器和 OSIRIS-REx 航天器以及小行星 Bennu 的 3D 模型。该展览在华盛顿特区亚利桑那大学主办的一次推广活动中成功亮相。
经典的长基线干涉法已成为确定恒星距离或成像光源的一种广泛接受的方法[1,2]。中心想法是确保两种或多个望远镜在两个或多个望远镜上的星光的连贯性,然后使用van cittert-zernike定理[3,4]来提取有关源的信息。这导致了许多显着的进步,包括使用射频望远镜[5,6]对黑洞的第一个观察,系外角直径估计[7]和PULSAR正确的运动测量[8]。然而,在光学频率中,这种类别干涉量技术的基本限制,例如量子射击噪声[9]和通过长基线传输过程中的恒星光子损失。量子增强的望远镜旨在通过采用量子信息理论[10]的概念来克服这些困难,其中一些在实验中已实施,包括长距离纠缠分配[11,12],量子逻辑术语[13,14]和Quan-Tum Tumm tum tum tum tum tum tum tum tum tum tum tum tum memories [15,16]。因此,使用这些Quantum资源设计干涉学设置变得吸引人。量子中继器的发展[17,18]激发了非本地设置的探索,以实现纠缠量子状态的可靠,长距离分布。一对望远镜的空间局部方案不允许将望远镜在望远镜位置之间进行物理地将望远镜收集的光进行。Gottesman等。Gottesman等。对于弱热光源(如星光),与非局部建议相比,在空间局部方案(如杂尼检测)等局部方案将始终提供有关源的信息[19]。[20]建议通过在望远镜之间建立量子中继器链接来克服长基线的传输损失问题的开创性建议[17],但是该方案需要一个
经典的长基线干涉法已成为确定恒星距离或成像光源的一种广泛接受的方法[1,2]。中心思想是测量两个或多个望远镜在两个或多个望远镜上的星光的连贯性,然后使用van cittert – zernike定理[3,4]来提取有关源的信息。这导致了许多显着的进步,包括使用射频望远镜[5,6]对黑洞进行第一次观察,外部角度直径估计[7]和PULSAR正确的运动测量[8]。但是,在光学频率中,这种经典干涉技术的基本限制,例如量子射击噪声[9]和通过长基线传输过程中的恒星光子损失。量子增强的望远镜旨在通过采用量子信息理论的概念来克服这些困难[10],其中一些已在实验中实施,包括长距离纠缠的分散分布[11,12],量子逻辑门,量子逻辑[13,14]和量子备忘录[13,14],以及量子备忘录[15,16]。因此,使用这些量子资源设计干涉测量值变得有吸引力。量子中继器的发展[17,18]促使非本地设置的外观实现纠缠量子状态的可靠,长距离分布。在量子增强望远镜的几种空间非本地方案中探索了长距离纠缠作为资源的假设[19-21]。for弱一对望远镜的空间局部方案不允许将望远镜在望远镜位置之间物理地将望远镜收集的光进行物理合并或分布纠缠的量子状态。