Lamost大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜

1、Lamost大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜    Lamost大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜资 整 :陶蕃 2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 1球面主镜MB焦面定天镜,改正镜MA光纤光谱仪LAMOST望远镜示意图2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 2基地现况主镜MB 定天镜MA 光谱仪 2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 3卧式中星仪反射施密特天文望远镜光学系统主动光学主动光学和支撑系统机架和追踪系统望远镜 输入星表和巡天战 2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 4建筑规模:6079平方公尺兴 观测站:4,094平方公尺观

2、测 :3,051平方公尺建地面积:3,500平方公尺安置望远镜配套设施:1,043平方公尺建地面积:500平方公尺工作人员宿舍国家天文台:1,985平方公尺建地面积:391平方公尺据处 和研究中心2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 5兴 观测站位置:E117 34'30 ",N40 23'36"高 :886.8 公尺晴夜 :>210 夜现有设备216 ,126(红外) ,90 (史密特),80 ,2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 6台址执 进 2005 假设工程:围篱,整地等基础建设:观测室,主体建筑2006 光学:3 7片镜片的组装与测

3、试仪器:250条光纤,1个光谱仪,2个CCD2007 光学:完成24片平面镜(MA),37片球面镜(MB)的组装与测试仪器:4,000条光纤,16个光谱仪,32个CCD2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 7计画内容瞄准天文学和天体物 学的前缘问题大视场天文学实现光学望远镜大视场兼大口径的突破抓住大规模光学光谱开 的机遇新颖的构思和巧妙的设计2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 8主要性能有效通光孔径:4 公尺视场角直径:5 °20平方 焦面尺寸:1.75公尺焦距:20公尺光学质 :80%光能 集中在2.0角秒直径范围内光纤 :4,000 根光谱覆盖范围:370-900米光谱

4、分辨 :1-0.25 米观测天区:赤纬>-10 2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 9可 天区光轴南高 低,以适应台址纬 ,扩大观测天区2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 101.光学系统在南端的球面主镜MB37块球面镜构成在 端的反射施密特改正镜MA24块平面镜构成,作为定天镜焦面在中间系统在大视场内有优 的成像质 望远镜在天体中天前后进 观测光轴南高 低,以适应台址纬 ,扩大观测天区2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 12改正镜MA (定天镜)尺寸:5.72 X 4.40 公尺由24块 角形平面镜组成对角线长1.1 公尺厚 2.5公分位置在主镜球心处2005/10/

5、25台 市天文协会 陶蕃 13主镜MB尺寸:6.67 X 6.05 公尺球面镜由37块 角形球面镜组成对角线长1.1公尺厚 7.5公分曲 半径:40公尺2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 142.主动光学和支撑系统观测时需要随时变化改正镜MA的非球面面形为 改正球面主镜MB的球差通过结合薄镜面和拼镜面主动光学技术使24块薄平面子镜按要求变形,并使各子镜共焦通过拼镜面主动光学技术使MB的37块球面子镜共焦这是LAMOST的主要技术科创新点和关键技术2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 15主动光学实验装置在南京建 主动光学实验装置为 成功的应用主动光学技术进 关键性技术的各项实验目前正

6、在进 中2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 163.机架与跟踪系统LAMOST是一架准中星仪式的望远镜对天体的指向跟踪运动完全由MA担任采用地平式机架指向和跟踪由方位和高 个方向旋转实现球面主镜MB是固定的观测主要在子午面附近进 整个跟踪运动过程较缓慢且运动速 变化较少方位用摩擦 高 用粗,细 套驱动系统,并用带 码盘测角相应的焦面也要旋转,需有像场旋转补偿机构另外还有调焦机构等2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 17机架图(一)2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 184.望远镜控制系统包括超低速,高精 的跟踪指向控制其中有MA的高 角和方位角驱动以及焦面板的像场旋转上千个

7、促动器实时控制要求响应快,精 高实时准确的故障诊断和实时的环境监测和警报本控制系统的设计采用当代控制 和技术具有分布性,实时性,可靠性和扩展性2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 195.焦面仪器收集 自天体的微弱 射成像在焦面上通过焦面仪器进 分光,探测和纪 是LAMOST 直接获取天体光谱信息的部分包括:光纤定位装置,光纤,光谱仪和探测器等几个主要部分2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 20光纤采用Polymicro的STU光纤芯径:320 微米长 :20 公尺2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 21光纤定位采用单元驱动分区定位4000 个光纤定位单元在直径1.75公尺的球

8、面交面上排 每个单元由一个步进马达驱动做2维运动定位精 :40 微米定位时间:10 分钟2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 22光谱观测能 极限星等:20.5等曝光:90分钟分辨 :1 米每个晴夜可观测上万个目标估计每 可获得23百万个天体光谱2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 23光谱能 图用大视场和4,000根光纤的特点,每个观测夜就能获得万余个天体的光谱2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 246.望远镜圆顶结构由於LAMOST的创新特点,其望远镜建筑 同于一般天文望远镜的圆顶由MA ,MB 和焦面仪器 三部分组成MA的圆顶围挡为一带球冠的圆柱形上部可向东西移开观测时圆顶

9、可减少风对MA的影响焦面到MB围挡为开有百 窗的卧式长通道使光 中温 均匀化自然的大气视 2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 257.观测与处 软体LAMOST每夜将观测上万个天体的光谱据 是 京位元组总的计画是观测上千万条的光谱因此LAMOST应该是全自动的进 观测和 据处 的系统以最有效地获得观测 据和取得最大的科学成果2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 26自动化观测与处 软体巡天战 系统(SSS)目标的选择观测控制系统(OCS)实际观测据处 系统(DPS)事后处 2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 28科学目标河外光谱巡天:宇宙大尺 结构等恒星光谱巡天:银河系结构等天体多波段交叉证 2005/10/25台 市天文协会 陶蕃 29预期成效107个星系:大尺 宇宙结构,星