科学家期盼最后一次哈勃望远镜整修任务

今秋NASA宇航员计划搭乘航天飞机整修老化的哈勃太空望远镜（HST）。     

运用光学陀螺的望远镜定向与跟踪系统

有源自适应光学（Ａｃｔｉｖｅ ａｎｄ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ）大力发展的结果，使得天文望远镜的成像分辨率大大小于１ａｒｃｓｅｃ。这一成就要求更精确的角编码器，以便控制望远镜的位置，特别是在跟踪阶段。     

傅里叶望远镜原理及改进研究

傅里叶望远镜是利用激光主动成像、光学合成孔径等技术的空间目标高分辨力成像技术,美国地球同步轨道卫星激光成像国家实验基地(Geo Light Imaging National Testbed,GLINT)是一项研究采用傅里叶望远镜技术对地球同步轨道卫星成像的计划。本文介绍了傅里叶望远镜的基本原理,阐述了GLINT的组成及简单原理,说明了目前GLINT经过必要改进可以应用于对低轨卫星成像。     

改造哈勃太空望远镜地面系统以降低操作费用

哈勃太空望远镜（ＨＳＴ）的卫星遥测处理工作主要由专用软件和专用硬件完成，ＨＳＴ地面系统的操作和维护费用都很高。为了在２０００年前使卫星地面系统的操作和维护费用降下来，ＮＡＳＡ已决定改造ＨＳＴ的控制中心系统，从而增强其数据处理能力，降低操作难度，提高系统标准化程度。为此成立了Ｖｉｓｉｏｎ２０００控制中心系统（ＣＣＳ）产品开发工作组，重新设计和开发ＨＳＴ地面系统。ＣＣＳ地面系统的开发包括：前端处理机（     

极轴式望远镜系统误差修正模型推导

为保证极轴式望远镜轴系测量精度,需要对其系统误差进行修正。在分析极轴式望远镜测角工作原理的基础上,提出了利用欧拉变换方法推导其系统误差修正模型。采用该方法详细推导出望远镜的测角元件误差、极轴误差、纬轴误差、视轴误差等轴系误差模型以及镜筒下沉误差模型,并给出了极轴式望远镜的系统误差修正模型。该误差修正模型与采用球面三角学的方法推导出来的系统误差修正模型完全一致,欧拉变换方法由于只涉及到坐标的旋转与矩阵的计算,更容易理解和掌握。     

两种轴线相交度测量方法的比较

介绍了两种用准直望远镜测量三轴转台轴线相交度的测量原理和实现方法,对两种方法进行了比较,并指出了测量中应注意的问题。     

极轴式望远镜系统误差修正方法研究

为提高极轴式望远镜的测量精度,借鉴地平式望远镜的系统误差修正方法,推导了基于轴系和球谐函数的极轴式望远镜系统误差修正模型,在分析2种误差修正模型误差项不足的基础上,探索性地提出了一种新的误差修正模型——改进球谐函数系统误差修正模型。对实际测星数据进行误差修正的结果表明,进行改进球谐函数系统误差修正后,精度在时角和赤纬方向上比其他方法提高了50%。     

单站发射多站接收的空间目标激光测距技术

激光测距作为空间目标测定轨精度最高的技术,对非合作目标的测量精度比微波雷达、光电探测等技术高1～2个数量级,非常有利于非合作目标的精密定位、轨道复核及精确编目,保障在轨空间飞行器的安全。激光在非合作目标表面会发生漫反射,返回光斑弥散、回波微弱,采用大口径望远镜接收系统是必要的。鉴于大口径望远镜研制难度大,提出基于单站发射多站接收的空间目标激光测距新方法,即采用多接收望远镜增加接收面积,实现目标测量能力提升。通过分析单站发射多站接收的激光测距技术特点,基于双望远镜系统开展空间合作目标测量实验,验证了多望远镜接收激光信号的可行性,为该测距技术发展奠定了实验基础。     

面向脉冲星深空基准建立的X射线望远镜及发展设想

深空基准是进入、利用和控制太空的基础，X射线望远镜是构建脉冲星深空基准的重要观测设备。首先，论述了脉冲星计时在深空基准建立中的作用，定性分析了毫秒脉冲星空间观测对X射线望远镜的需求，系统总结了X射线望远镜的国内外技术现状及发展趋势；其次，针对X射线毫秒脉冲星观测中脉冲信号弱而非脉冲信号及空间弥散本底较强的特点，提出了利用毫秒脉冲星高分辨率成像观测抑制非脉冲噪声的方法，并初步设计了一种高分辨率低噪声X射线望远镜；最后，分析了不同的脉冲信号流量、非脉冲信号流量、角分辨率及单次镜片反射效率分别对聚焦成像型、聚焦非成像型和准直非成像型X射线望远镜脉冲星观测信噪比的影响，发现聚焦成像型X射线望远镜在弱脉冲信号和强非脉冲信号流量下具有较好的探测能力。同时计算结果表明：在相同条件下，聚焦成像型望远镜对5颗导航脉冲星的探测灵敏度，比美国中子星内部组成探测器（NICER）的X射线计时仪器（XTI）有不同程度的提高。可见，设计的聚焦成像型X射线望远镜，能够有效地提高毫秒X射线脉冲星的观测能力，能为国家综合定位导航授时（PNT）及深空基准体系的建设提供硬件支持。     

空间目标光电巡天策略的优化

随着空间目标与碎片数量的激增,传统的基于目标跟踪的空间目标光电监视手段已不能满足需求,近年出现了面向空域的空间目标巡天观测。针对空间目标巡天观测的特点,同时考虑空间目标观测的目标个数和数据量,提出了一种空间目标巡天观测策略,并建立了相应的空间目标光电巡天优化数学模型。模型中通过0-1变量的使用,实现了目标函数和约束条件的线性化,十分有利于大规模问题的求解,能够更好地满足实际需求。仿真计算表明:策略简单,易于实现,并且有很好的效果;通过优化,只需要少量望远镜即能实现大批量空间目标的监视,并保持一定的观测数据量,为空间目标光电监视策略提供了新的思路。     

基于Monte Carlo的聚焦型X射线脉冲星望远镜多物理场耦合分析方法

聚焦型X射线脉冲星望远镜(XPT)是涉及光学、机械学、热学等多学科的复杂航天载荷,多物理场耦合分析对提高其在轨性能和可靠性至关重要。传统的光机热多场耦合分析(MCA)方法并不能考虑X射线能量及其反射率信息,而且存在学科间数据传递困难的问题。为此,首先基于Monte Carlo和X射线全反射理论提出了一种高效的多物理场耦合分析方法。该方法同时考虑X射线能量和反射率两大特征信息,基于有限元分析(FEA)法建立了XPT热-结构物理场耦合方程和有限元分析模型,针对不同工况进行热分析、结构分析以及热-结构物理场耦合分析。其次,采用Construction Geometry函数分别提取不同工况下光学镜头面形的形变量,并基于多项式函数对变形后的镜头面形进行拟合和误差分析。然后,基于所提方法对变形后的光学系统聚焦性能进行分析与评价,得到镜头形变对XPT光学聚焦性能的影响规律。最后,以多层嵌套的XPT为例,对不同视场角和形变的X射线光学系统聚焦性能进行了仿真分析。结果表明,在全视场时热-结构耦合形变、热形变及结构形变导致XPT聚焦性能分别下降30.01%,14.35%和7.85%,弥散斑均方根依次为2.9143 mm,2.6038 mm,2.5311 mm。通过与试验结果对比分析,验证了所提方法的有效性,可用于XPT的可靠性设计。     

美国伽马射线广域空间望远镜在轨测试中

美国航空航天局（NASA）的伽马射线广域空间望远镜（GLAST），在美国东部时间6月11日下午12：05从卡纳维拉尔角17B发射设施发射升空后，将经历大约2个月的在轨测试。这台空间望远镜价值6亿9千万美元，由NASA戈达德航天中心和通用动力公司制造，是用联合发射联盟（ULA）的德尔它Ⅱ7920重型火箭发射入轨的。天公作美，此次发射一帆风顺。德尔它Ⅱ火箭共有9个捆绑式助推器，     

Topology optimization of support structure of telescope skin based on bit-matrix representation NSGA-II

Non-dominated sorting genetic algorithm II（NSGA-II）with multiple constraints handling is employed for multi-objective optimization of the topological structure of telescope skin,in which a bit-matrix is used as the representation of a chromosome,and genetic algorithm（GA）operators are introduced based on the matrix.Objectives including mass,in-plane performance,and out-of-plane load-bearing ability of the individuals are obtained by fnite element analysis（FEA）using ANSYS,and the matrix-based optimization algorithm is realized in MATLAB by handling multiple constraints such as structural connectivity and in-plane strain requirements.Feasible confgurations of the support structure are achieved.The results confrm that the matrix-based NSGA-II with multiple constraints handling provides an effective method for two-dimensional multi-objective topology optimization.     

轻量化大面积嵌套聚焦型X射线望远镜

嵌套聚焦型X射线望远镜在脉冲星自主导航、X射线天文学等领域有广泛的应用需求。论文开展了紧凑型、大面积、嵌套聚焦型X射线望远镜的光学优化设计，成功探索出基于轻质平面玻璃的X射线掠入射反射镜热成型、镜面精密切割、嵌套同轴共焦装配等工艺流程，研制了一款轻量化、大面积、嵌套聚焦型X射线望远镜(NFXT)。NFXT镜面轴向长度300 mm，厚度0.3 mm，镜面溅射Ir金属膜，膜层厚度300 nm，镜面粗糙度优于0.3 nm(rms)。NFXT共计11层嵌套，每层圆周向等分3个扇区，内8层镜面为近似抛物面的锥形镜，外3层为抛物面镜，11层镜面同轴共焦装配。NFXT净几何面积175 cm²，有效探测面积130 cm²@1.5 keV，轴上视场聚焦光斑半径0.85 mm(EoE=50%)，包络尺寸(直径×高度)为200 mm×326 mm，能谱响应范围0.2～12 keV，后工作距1300 mm，重量4.25 kg。NFXT技术突破，为国内开展脉冲星导航试验验证，以及研制先进的X射线天文卫星提供关键技术支撑。     

最后一次拯救“哈勃”计划揭秘

2008年10月10日,阿特兰蒂斯号航天飞机将执行 STS-125任务,航天员将维修哈勃空间望远镜,并提升其轨道。美国航空航天局认为,这将赋予哈勃新的生命,把它从死亡边缘拉回来。一波三折最初,美国航空航天局把第5次维修哈勃空间望远镜列入了航天飞机飞行计划中。但是,在2003年哥伦比亚     

旅俄情结

<正>曾几何时,我们唱着《喀秋莎》、读过《钢铁是怎样炼成的》、欣赏着上海展览中心的苏式塔楼建筑、操持着苏式舰艇巡航海疆、手握苏式望远镜看文艺表演……无不凝聚着浓烈的苏俄情结。值中俄互办旅游年的契机,我们到了莫斯科,到了圣彼得堡。