新的主鏡熱控系統(tǒng)方案對于大口徑望遠鏡的熱控設(shè)計有一定的參考價值

  作為探索外太空的主要設(shè)備，望遠鏡在人類文明發(fā)展中發(fā)揮著不可估量的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家對望遠鏡的分辨能力提出了更高的要求。望遠鏡的分辨能力與其口徑成正比，隨著望遠鏡口徑的增大，主鏡外表面所接觸的熱環(huán)境更加復(fù)雜，同時導(dǎo)致主鏡的熱慣性增大，主鏡溫度相對于環(huán)境溫度的滯后性和主鏡內(nèi)部的溫度梯度越發(fā)明顯，嚴(yán)重影響望遠鏡系統(tǒng)的成像質(zhì)量。傳統(tǒng)的主鏡熱控方法已經(jīng)不能滿足主鏡視寧度和反射面面形精度要求。因此，設(shè)計一種有效的主鏡熱控方案成為望遠鏡熱控系統(tǒng)的首要任務(wù)。　　　　中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所任戈、王繼紅課題組針對這一難題，在望遠鏡的設(shè)計階段針對主鏡所處的熱環(huán)境進行仿真，并分析提出了一種新的主鏡熱控系統(tǒng)方案。該方案在主鏡上方設(shè)計了流場控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括反射面邊沿氣刀吹氣系統(tǒng)和軸心孔的軸流風(fēng)機，通過控制進氣溫度、進氣壓力和風(fēng)機轉(zhuǎn)速，在反射面上方形成速度和溫度嚴(yán)格可控的均勻熱邊界層，成功地將反射面和環(huán)境溫差穩(wěn)定在±2℃以內(nèi)，有效解決了望遠鏡反射面的面形精度保持問題。該成果可推廣應(yīng)用到相關(guān)的光電設(shè)備中?！　　　≡撗芯砍晒群笤赟PIE和Springer等國際會議和期刊上發(fā)表，得到了國家863計劃和中科院相關(guān)項目的支持?！　　　【庉孅c評　　　　為了提高望遠鏡系統(tǒng)在工作時的性能和穩(wěn)定性，需要對其進行全面的熱控分析和設(shè)計。此項研究針對所有環(huán)節(jié)中各種不同的結(jié)構(gòu)形式都給出了詳細的熱控設(shè)計方案。這些措施可以很好地保持望遠鏡系統(tǒng)溫度與外界環(huán)境溫度相平衡，解決溫度對整個望遠鏡系統(tǒng)的影響。該研究結(jié)果對于大口徑望遠鏡的熱控設(shè)計有一定的參考價值。