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。     

众眼看宇宙

1609年，意大利伟大的科学家伽利略首次将他自制的望远镜以准茫茫宇宙。400年来，在航天技术的有力支撑下，天文学家得以将一个个空间望远镜发射升空，与神秘的宇宙进行发射升空，与神秘的宇宙进行近距离的“亲密接触”。那么这些“亲密接触”给我们带来了什么呢？从这一期起，众眼看宇宙栏目将带您走入这个神秘世界。     

斯必泽空间红外望远镜（SPITZER）

这是著名的三叶星云在不同波段的照片，左边的是可见光波段，乘下的三幅则都是航宇局的Spitzer空间望远镜拍摄的红外波段的影像，三叶星云位于人马座距离地球5400光年，是一个巨大的由尘埃和气体组成的产星星云。     

XMM-牛顿X射线望远镜

永不“凋谢”的超新星 通过使用欧空局的XMM-牛顿X射线望远镜，天文学家最近发现一个于1979年爆发的超新星SN1979C在X射线波段上的亮度同几年前一样，这一发现非常令人吃惊，因为通常这类天体在几个月的时间内就会变暗。通过对这颗超新星的光环进行研究，天文学家能够得到关于这颗恒星的大量历史资料——包括爆发之前以及爆发之后的情况。     

众眼看宇宙——哈勃空间望远镜

这个漩涡星系是哈勃空间望远镜最近拍摄到的天体之一，看起来像是一具正要在微风下开始转动的纸风车，照片中编号为NGC 1309的星系细节极为清楚。     

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。     

众眼看宇宙

哈勃空间望远镜这一系列哈勃空间望远镜拍摄的照片显示出围绕在外太阳系行星海王星周围的光环系统到底是什么样子的,虽然从地球的位置上看它总是有一点点倾斜。最右边的照     

锁定最古老的行星

一个国际天文学家小组不久前宣布。他们巳经在哈勃空间望远镜的帮助下，确认了迄今最年老的行星。这颗太阳系外的行星已有127亿岁。位于远在7000光年之外的球状星团中。     

如何选购你的第一台望远镜

最近经常有读者来信询问，如何才能找到适合自己观测用的天文望远镜，为此，本刊特地邀请中国国家天文台姜晓军博士，对一些读者的疑难问题进行了解答，还特别提到自己在进行天文观测中的一些体会，相信会对读者有所启迪。     

米波综合孔径射电望远镜

英国赖尔发明综合孔径射电望远镜，使射电望远镜实现成像观测，分辨率也能与光学望远镜并驾齐驱。发达国家凭借强大的经济实力和高技术，陆续发展了综合口径技术，研制更为强大的综合口径射电望远镜。由于射电望远镜的分辨率与工作频率成正比，高频观测容易获得比较高的分辨率，对于相同口径的天线，波长为1米时的分辨率比波长为1厘米时的分辨率要差100倍。尽管波长短时，天线和接收机的技术要难得多。这些也导致天文强国在发展综合口径射电望远镜时对低频段的忽略。