Lamost大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡

1、Lamost大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡    Lamost大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡資 整 :陶蕃 2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 1球面主鏡MB焦面定天鏡,改正鏡MA光纖光譜儀LAMOST望遠(yuǎn)鏡示意圖2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 2基地現(xiàn)況主鏡MB 定天鏡MA 光譜儀 2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 3臥式中星儀反射施密特天文望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)主動(dòng)光學(xué)主動(dòng)光學(xué)和支撐系統(tǒng)機(jī)架和追蹤系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡 輸入星表和巡天戰(zhàn) 2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 4建筑規(guī)模:6079平方公尺興 觀測(cè)站:4,094平方公尺觀

2、測(cè) :3,051平方公尺建地面積:3,500平方公尺安置望遠(yuǎn)鏡配套設(shè)施:1,043平方公尺建地面積:500平方公尺工作人員宿舍國(guó)家天文臺(tái):1,985平方公尺建地面積:391平方公尺據(jù)處 和研究中心2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 5興 觀測(cè)站位置:E117 34'30 ",N40 23'36"高 :886.8 公尺晴夜 :>210 夜現(xiàn)有設(shè)備216 ,126(紅外) ,90 (史密特),80 ,2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 6臺(tái)址執(zhí) 進(jìn) 2005 假設(shè)工程:圍籬,整地等基礎(chǔ)建設(shè):觀測(cè)室,主體建筑2006 光學(xué):3 7片鏡片的組裝與測(cè)

3、試儀器:250條光纖,1個(gè)光譜儀,2個(gè)CCD2007 光學(xué):完成24片平面鏡(MA),37片球面鏡(MB)的組裝與測(cè)試儀器:4,000條光纖,16個(gè)光譜儀,32個(gè)CCD2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 7計(jì)畫(huà)內(nèi)容瞄準(zhǔn)天文學(xué)和天體物 學(xué)的前緣問(wèn)題大視場(chǎng)天文學(xué)實(shí)現(xiàn)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡大視場(chǎng)兼大口徑的突破抓住大規(guī)模光學(xué)光譜開(kāi) 的機(jī)遇新穎的構(gòu)思和巧妙的設(shè)計(jì)2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 8主要性能有效通光孔徑:4 公尺視場(chǎng)角直徑:5 °20平方 焦面尺寸:1.75公尺焦距:20公尺光學(xué)質(zhì) :80%光能 集中在2.0角秒直徑范圍內(nèi)光纖 :4,000 根光譜覆蓋范圍:370-900米光譜

4、分辨 :1-0.25 米觀測(cè)天區(qū):赤緯>-10 2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 9可 天區(qū)光軸南高 低,以適應(yīng)臺(tái)址緯 ,擴(kuò)大觀測(cè)天區(qū)2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 101.光學(xué)系統(tǒng)在南端的球面主鏡MB37塊球面鏡構(gòu)成在 端的反射施密特改正鏡MA24塊平面鏡構(gòu)成,作為定天鏡焦面在中間系統(tǒng)在大視場(chǎng)內(nèi)有優(yōu) 的成像質(zhì) 望遠(yuǎn)鏡在天體中天前后進(jìn) 觀測(cè)光軸南高 低,以適應(yīng)臺(tái)址緯 ,擴(kuò)大觀測(cè)天區(qū)2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 12改正鏡MA (定天鏡)尺寸:5.72 X 4.40 公尺由24塊 角形平面鏡組成對(duì)角線長(zhǎng)1.1 公尺厚 2.5公分位置在主鏡球心處2005/10/

5、25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 13主鏡MB尺寸:6.67 X 6.05 公尺球面鏡由37塊 角形球面鏡組成對(duì)角線長(zhǎng)1.1公尺厚 7.5公分曲 半徑:40公尺2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 142.主動(dòng)光學(xué)和支撐系統(tǒng)觀測(cè)時(shí)需要隨時(shí)變化改正鏡MA的非球面面形為 改正球面主鏡MB的球差通過(guò)結(jié)合薄鏡面和拼鏡面主動(dòng)光學(xué)技術(shù)使24塊薄平面子鏡按要求變形,并使各子鏡共焦通過(guò)拼鏡面主動(dòng)光學(xué)技術(shù)使MB的37塊球面子鏡共焦這是LAMOST的主要技術(shù)科創(chuàng)新點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 15主動(dòng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置在南京建 主動(dòng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置為 成功的應(yīng)用主動(dòng)光學(xué)技術(shù)進(jìn) 關(guān)鍵性技術(shù)的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)壳罢?/p>

6、在進(jìn) 中2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 163.機(jī)架與跟蹤系統(tǒng)LAMOST是一架準(zhǔn)中星儀式的望遠(yuǎn)鏡對(duì)天體的指向跟蹤運(yùn)動(dòng)完全由MA擔(dān)任采用地平式機(jī)架指向和跟蹤由方位和高 個(gè)方向旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)球面主鏡MB是固定的觀測(cè)主要在子午面附近進(jìn) 整個(gè)跟蹤運(yùn)動(dòng)過(guò)程較緩慢且運(yùn)動(dòng)速 變化較少方位用摩擦 高 用粗,細(xì) 套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并用帶 碼盤(pán)測(cè)角相應(yīng)的焦面也要旋轉(zhuǎn),需有像場(chǎng)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)另外還有調(diào)焦機(jī)構(gòu)等2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 17機(jī)架圖(一)2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 184.望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)包括超低速,高精 的跟蹤指向控制其中有MA的高 角和方位角驅(qū)動(dòng)以及焦面板的像場(chǎng)旋轉(zhuǎn)上千個(gè)

7、促動(dòng)器實(shí)時(shí)控制要求響應(yīng)快,精 高實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的故障診斷和實(shí)時(shí)的環(huán)境監(jiān)測(cè)和警報(bào)本控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用當(dāng)代控制 和技術(shù)具有分布性,實(shí)時(shí)性,可靠性和擴(kuò)展性2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 195.焦面儀器收集 自天體的微弱 射成像在焦面上通過(guò)焦面儀器進(jìn) 分光,探測(cè)和紀(jì) 是LAMOST 直接獲取天體光譜信息的部分包括:光纖定位裝置,光纖,光譜儀和探測(cè)器等幾個(gè)主要部分2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 20光纖采用Polymicro的STU光纖芯徑:320 微米長(zhǎng) :20 公尺2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 21光纖定位采用單元驅(qū)動(dòng)分區(qū)定位4000 個(gè)光纖定位單元在直徑1.75公尺的球

8、面交面上排 每個(gè)單元由一個(gè)步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)做2維運(yùn)動(dòng)定位精 :40 微米定位時(shí)間:10 分鐘2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 22光譜觀測(cè)能 極限星等:20.5等曝光:90分鐘分辨 :1 米每個(gè)晴夜可觀測(cè)上萬(wàn)個(gè)目標(biāo)估計(jì)每 可獲得23百萬(wàn)個(gè)天體光譜2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 23光譜能 圖用大視場(chǎng)和4,000根光纖的特點(diǎn),每個(gè)觀測(cè)夜就能獲得萬(wàn)余個(gè)天體的光譜2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 246.望遠(yuǎn)鏡圓頂結(jié)構(gòu)由於LAMOST的創(chuàng)新特點(diǎn),其望遠(yuǎn)鏡建筑 同于一般天文望遠(yuǎn)鏡的圓頂由MA ,MB 和焦面儀器 三部分組成MA的圓頂圍擋為一帶球冠的圓柱形上部可向東西移開(kāi)觀測(cè)時(shí)圓頂

9、可減少風(fēng)對(duì)MA的影響焦面到MB圍擋為開(kāi)有百 窗的臥式長(zhǎng)通道使光 中溫 均勻化自然的大氣視 2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 257.觀測(cè)與處 軟體LAMOST每夜將觀測(cè)上萬(wàn)個(gè)天體的光譜據(jù) 是 京位元組總的計(jì)畫(huà)是觀測(cè)上千萬(wàn)條的光譜因此LAMOST應(yīng)該是全自動(dòng)的進(jìn) 觀測(cè)和 據(jù)處 的系統(tǒng)以最有效地獲得觀測(cè) 據(jù)和取得最大的科學(xué)成果2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 26自動(dòng)化觀測(cè)與處 軟體巡天戰(zhàn) 系統(tǒng)(SSS)目標(biāo)的選擇觀測(cè)控制系統(tǒng)(OCS)實(shí)際觀測(cè)據(jù)處 系統(tǒng)(DPS)事后處 2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 28科學(xué)目標(biāo)河外光譜巡天:宇宙大尺 結(jié)構(gòu)等恒星光譜巡天:銀河系結(jié)構(gòu)等天體多波段交叉證 2005/10/25臺(tái) 市天文協(xié)會(huì) 陶蕃 29預(yù)期成效107個(gè)星系:大尺 宇宙結(jié)構(gòu),星