随星而动:谈望远镜的转仪钟

望远镜的转仪钟，是驱动望远镜以天体周日运动的速度绕极轴旋转的机械转动装置。19世纪时，仪器转动的动力由重锤或发条给出，仪器速度的恒定也是靠机械离心调速来达到。现代的大型望远镜或普及型望远镜一般都采用各式的电机驱动．经过变速而达到恒动的目的。为了取得一张理想的天体摄影作品，高精度的望远镜驱动系统——转仪钟是必不可少的。因为一个暗弱天体的拍摄往往需要数分钟、数十分钟乃至几小时的跟踪．还要考虑极轴调整误差、蒙气差等因素，另外对赤经和赤纬的微调也有较高的要求。如果是较高级的天文望远镜，还包括赤经和赤纬的快动、慢动及微动。     

北斗七星和北极星

北极星现在在很靠近地球北极指向的天空。因此，看起来它总在北方天空。正是因为它所处 的位置重要，才大名鼎鼎。其实，按亮度它只是一颗普通的二等星，属于“小字辈”，它离 我们 300多光年。北极星属于小熊星座中最亮的恒星，也叫小熊座α星，中国古代称它为“ 勾陈一”或“北辰”。在星座图形上，它正处于小熊的尾巴尖端。 　　说到这里，或许你要问：小熊星座α星会永远享受北极星的尊称吗？或者说，地球自转 轴的北极会永远指向这颗星吗？首先应该指出，地球自转轴也是在周期性的缓慢摆动。因此 ，地球自转轴北极指向的天空位置自然也…     

暮色哈勃

哈勃空间望远镜将于21世纪之初完成其历史使命，而人类驶向辽阔太空的航程则还刚刚起步。“地球是人类的摇篮，但人不会永远生活在摇篮里”。如今，人类的目光已经指向银河深处。建立空间站，慢游太阳系，已不再只是少数先驱者头脑中的理想或者科幻小说里的奇景。也许到不远的将来，回首今天，人们会普遍意识到，哈勃空间望远镜自身的业绩和它成功的太空维修，正是人类拓展空间疆域历程中坚实的一大步。     

用于未来月球探测的ILOM 技术现状

使用面包板模型和仿真方法,在实验室内研究月球指向就位测量望远镜(ILOM)的基本特征,如望远镜星像中心点位置精度、温度效应、倾斜以及地面震动的影响。使用这个技术预期在月球表面观测月球自转时可以达到1ms的精度。将在地面上开展测试验证观测以全面评价达到优于0.1″观测精度目标所需条件和特征。     

大型分块式空间望远镜主镜合像/振动一体化控制方法

面向在轨组装的分块式空间望远镜主镜高精度合像与稳像调整问题,设计一种音圈电机驱动的六自由度子镜主动调整机构,并考虑星体柔性附件和角动量装置等微振动源影响提出一种分散式力控制方法,完成镜面位姿的高精度控制,实现分块镜合像与振动一体化控制.本文先推导了像差与子镜位姿参数之间的光学灵敏度矩阵形式,以Gram-Schmidt正交化方法得到了正六边形孔径的Zernike像差多项式;建立分块式空间望远镜整星动力学模型,基于音圈电机设计六自由度子镜主动调整机构,并提出涡流传感器阵列的位姿解算方法;提出在轨组装后的分块式空间望远镜控制方案,针对子镜的TTP(tip, tilt, piston)误差与微振动干扰,利用子镜位姿目标量与作动器期望长度的解析式,设计带有前馈补偿和速度反馈的分散式音圈电机控制器用于电机输出力和子镜位姿调整,实现合像与振动控制;仿真验证并计算成像质量评价指标,结果表明提出的控制方法可实现分块式空间望远镜高精度合像与稳像调整,调整速度快、精度高、振动衰减强.     

哈勃：伸向宇宙的“千里眼”（上）

哈勃太空望远镜是由美国航空航天局负责研制的一台天文望远镜。它以美国天文学家埃德温·P．哈勃命名，以纪念他在２０世纪前半期对于星系天文学和宇宙结构组成方面所做出的杰出贡献。它是迄今人类送往太空的最大的望远镜，为人类探索宇宙空间做出了巨大的贡献。１９９０年４月２２日，“发现”号航天飞机将哈勃望远镜送入地球轨道，人类从此摆脱了大气的束缚。在离开故土的日子里，哈勃望远镜像一名忠实的侦察兵，把窥测到的太空奥秘报告给地球人，从而赢得了“太空千里眼”的美誉。一、哈勃“肌体”构造哈勃太空望远镜实质上是一颗大型天…     

钱德拉X射线望远镜

年轻亮星的混合 钱德拉望远镜对恒星星团Trumpler 14的照片，显示了大约1600颗恒星和温度高达数百万度发出X射线的弥散气体。这个星团是银河系中的大质量亮星最密集的地方之一，是位于巨大分子云边缘的船底座复合云区的一部分。后者包括至少8个星团。     

忽明忽暗的UFO

2002年4月24日22时左右，我正在调试我的天文望远镜的极轴，准备进行天文观测。忽然，一颗亮度约-2等的“星”闯入了我的视野。这颗“星”所在的天区是牧羊座，可是牧羊座的最亮星也只有0．05等呀?我很奇怪，便注意观察了。发现它不仅是可以运动的，而且亮度还在变化：最亮可达到-3等，最暗则可降至4等以下。     

深入前所未有的宇宙

在伽利略用自制望远镜彻底变革了人类宇宙观念之后的400年，一架正在建造的巨型望远镜将会给人类带来有关宇宙的更多、更新、更深层的认识。这架坐落于夏威夷莫纳克亚火山顶上的30米望远镜计划（TMT）在2018年完工，一旦建成，将使天文学家能更清晰地看到暗弱的天体，并将能够识别出即便在哈勃极深场中看上去仍然很模糊的、极为遥远的结构——至今还没有人知道这些天体到底是什么。     

如果你是新手（下）

望远镜的支架分为两种：地平式和赤道式。地平式支架一般较便宜，重量较轻，搬运、调试都比较方便。但当你需要对天体进行自动跟踪时，地平式支架就显得力不从心了，尽管由计算机自动控制的望远镜可以在地平状态下进行自动跟踪，但由于整个视场会绕视场中心旋转，无法进行天体摄影。因此赤道式支架是进行跟踪天体摄影的必备器材。无论选择哪一种支架，     

自旋小卫星姿态动力学建模与控制研究

研究探测近地空间自旋稳定小卫星姿态动力学建模与姿态控制问题,探测任务对该卫星姿态控制有着特殊要求。建模中特别考虑了自旋小卫星双侧伸杆扰动对其姿态运动的影响。利用自旋卫星的章动特性,设计了姿态一章动联合控制器,根据星体横向角速度相位和喷气力矩在惯性空间的方位来确定喷气时刻,采取先章动粗控与进动控制,后章动精控的策略。当卫星受空间扰动力矩长期作用产生较大章动角而需调姿进行轨道机动时,可以应用本控制器方便地调整自旋轴的指向。     

众眼看宇宙

天文学家使用哈勃空间望远镜发现一个朦胧的暗物质环，这团暗物质是很久以前由两个大质量星系团猛烈撞击而形成。这个环状结构的发现为暗物质的存在提供了有力的证据。作为将星系团凝聚在一起的额外引力源，天文学家们长时间以来一直在怀疑这种不可见物质的存在。但如果星系团仅仅是依靠他们可见成员星的引力来维持，早就崩溃瓦解了。尽管天文学家不知道暗物质是由什么组成的，但他们假设那是一种遍布宇宙的基本粒子。     

图说北斗七星

天上最为人们所熟悉的星宿莫过于北斗七星了，即使对星空很陌生的人，提起北斗七星，恐怕也没有不知道的。这是因为：它有七颗亮星组成显著的斗形，人们很容易找到它，在一个不太大的天区内，聚集着如此众多的亮星，全天之中只有猎户座可与之媲美。更重要的是它位于北极星附近，对我们北半球的居民来说，它经常出现于北方地平线以上的天空中，甚至永远也落不到地平线以下去，整夜都可以看到。     

土星的秘密

土星有一个隐藏了很久的惊人秘密，这个秘密只有通过斯皮策这样的红外望远镜才能观测到：土星周围有一圈巨大的环，这个环比其他轨道碎片环要大出许多。由于环物质过于分散，导致它只能将一些异常微弱的日光反射到地球上，简单说来就是不可见。     

金字塔的年龄

英国剑桥大学凯特·斯彭斯想弄明白在 4000多年前，古埃及建筑师是如何在没有罗经、地图、指南针、的情况下把吉萨金字塔的底座方向定为朝北的 ?　一个偶然的机会，她将目光转向了星星。她收集了一些天体资料，标出了大熊星座的开阳星和小熊星座的帝星的位置。终于，斯彭斯明白了：开阳星和帝星曾经为古埃及人充当了铅垂线。为了使金字塔朝向北方，古埃及人将金字塔建在这两颗星所在的直线上。　随着时间的推移，由于地球的转动，开阳星和帝星已经失去了它们原来的正北指向，偏离了公元前 2467年朝北的直线。但是金字塔的建造者们没有注意到…     

星间激光输能姿态指向自适应控制器设计

针对同轨道平面两星之间激光能量传输时的姿态指向控制问题,基于反步（Backstepping）法提出了一种自适应控制器设计方法。该方法先基于罗德里格参数（MRP）对卫星进行姿态描述;然后根据星间激光输能任务对姿态指向的特殊要求通过多个姿态矩阵的转换解算出了用户星期望姿态的表达式;之后基于Backstepping法,设计了自适应控制律,该控制律能解决控制输入有限和转动惯量不确定的问题,而且有效克服空间干扰力矩;最后通过Lyapunov稳定性定理证明了控制系统的稳定性。仿真结果显示,在约15s后,用户星的姿态误差和角速度误差收敛到0,并且角速度和控制力矩的值都在约束条件的范围内,说明文章设计的控制器不仅能够使用户星按最短路径调整到期望姿态,而且能够有效地抑制空间干扰力矩和解决转动惯量不确定的问题,并且通过合理地设计控制参数,可以在保证控制精度和速度情况下使控制输入满足约束条件。     

美国航天飞机第126次飞行——第5次维修“哈勃”空间望远镜

美国东部时间2009年5月11日14：01（北京时间5月12日02：01），载有7名航天员的阿特兰蒂斯号航天飞机发射升空，任务是对“哈勃”空间望远镜（HST）进行最后一次维修升级，使其探测能力增强70倍，工作寿命延长到2014年。这是美国航天飞机第126次飞行，也是阿特兰蒂斯号第30次进入太空。     

长生不老专卖店

多年前的某个夜晚，正和家人在乡间度周末的我，步出小木屋，站在门廊上，仰望夜空。当晚的天空就像卡兹奇山的寻常夏夜般清朗，熟悉的北极星、小熊星座以及苍穹中央的银河看来格外明亮。此情此景就像华兹华斯在作品《不朽颂》中所描述的，整座大地仿佛“披着天堂之光”。阳台前，几百只萤火虫的亮光在不远处忽明忽灭。倚着栏杆，我可以听见小屋内传来出奇平和的呼吸声，它们来自我的太太和两个孩子。我搜寻夜空，希望能看到流星。我心里甚至已经备妥要许的愿望了。     

空间扫描

美航天飞机与俄空间站分离　据美联社卡纳维拉尔角７月４日消息，美阿特兰蒂斯号航天飞机与俄和平号空间站于格林尼治时间４日１１∶１０顺利分离，从而结束了具有历史意义的两国航天器５天的太空连接飞行，翻开了冷战以后美俄两国间进行太空合作新篇章的第一页。哈勃望远镜的新发现　据合众国际社弗拉格斯塔夫７月２７日电，美国洛厄尔天文台的天文学家说，他们通过哈勃望远镜于１９９５年５月２２日发现了围绕土星运行的两颗新卫星，它们的直径分别为１９和４３英里，这一发现使环绕出星运行的卫星总数达到２０颗。天文学家计划于８月１０…     

印“天文星”可能在明年发射

印度媒体报道说,印度的“天文星”卫星可能会在2010年年中发射。科学家们已完成了卫星复杂科学有效载荷研制阶段的工作,并开始进行有效载荷集成。科学家称,该项目的一大挑战是卫星姿控系统设计。该系统可对仪器指向进行精确控制。卫星将由“极轨卫星运载器”发射。“天文星”将部署到倾角约为8度或更小的赤道轨道上,轨道高度600千米,寿命至少为5年。项目耗资约20亿卢比。该卫星将有肋于研究近处的太阳系天体以及距离非常遥远的恒星和其它天体,如黑洞、中子星和活动星系。