- 中文名
- 地基望远镜
- 外文名
- ground-base telescopes
- 特 点
- 建造在地面上
- 例 举
- 凯克望远镜,合称双子座望远镜等
自从有了哈勃太空望远镜后,把所有天文望远镜都叫做地基天文望远镜。(哈勃望远镜是发射到太空上的,是人类有史以来最大、最精确的天文望远镜。)为了区别与太空望远镜,把原来那些建造在地上的天文望远镜叫做地基望远镜。
几乎所有1980年前研制的望远镜,都使用赤道式支座。其原理是,望远镜筒绕着与地轴平行的轴线,按地球自转的反方向旋转,以抵消地球自转。赤道式支座可以实现绕“极轴”(平行于地轴)和“赤纬轴”(垂直于地轴)的运动。
地平式支座中,镜筒是通过绕垂直轴(方位轴)和水平轴(俯仰轴)的旋转实现对准的。与赤道式支座不同。支撑俯仰一方位式支座的两个轴系都不随重力改变方向。结构上,这是最坚固、最简单的一种机架。质量(和成本)的显著降低。使得当前俯仰一方位式支座成为标准结构形式,甚至包括中型望远镜。
轴承用于镜筒与支座的定位。在地平式中,减小焦面旋转。在选择轴承时,必须始终考虑三个主要技术性能:刚度、精度和低摩擦。两种轴承技术用于大型望远镜:滚动体轴承和液压轴承。由于大质量需要支撑,使用空气轴承和磁悬浮是不现实的。 [2]
柱式或球式滚动体轴承,普遍都有市售,有足够的刚度和精度。滚动体轴承已成功运用于4m级望远镜,但其固有摩擦使其不能满足更大望远镜的需求。
直到20世纪70年代,绝大多数地基望远镜都用蜗轮系统驱动,因为其较高的减速比和卓越的内在精度。用一台等速电动机就可以实现开环跟踪。蜗轮减速器可以在一台单对蜗轮蜗杆上实现很大的转速比(例如,1/720),完成一种非常刚性的驱动。而且,由于内在不可逆转性,蜗轮是唯一可以在望远镜失去平衡时,提供绝对安全的驱动类型:望远镜在失衡状态下操作,不论是人为失误还是部件损伤,都不会“飞车”。 [3]
地基望远镜的扰动来源于内部(即产生自望远镜内部)激励和风。
可见导星时,位于主焦点或卡塞格林结构内的观察者,自身就是内部激励的潜在源。现今,内部激励来源是仪器内的机械运动(滤光轮的运动)、驱动电机的转矩波动、望远镜轴间和电缆间的摩擦。由于望远镜自身转动惯量很大,所以机械运动通常没什么影响。转矩波动和摩擦可以通过对控制系统的合理设计来抑制。
大多数天文台是在高海拔偏僻地区,这些地方的风都很大。为提高观测效率,天文台95%都是在天空晴朗时进行观测。这就导致望远镜需要在相当快的风速条件下进行观测(莫纳克亚山天文台风速高达20m/s)。 [4]