拼接式望远镜主镜主动支撑技术综述 
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Overview of Active Support Technology for Main Mirror of Segmented Telescopes
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
图 & 表
图 1. 全自由度调控的Stewart平台机构简图[8]
Fig. 1. Stewart platform with full freedom control[8]
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图 2. warping harness 结构[12]
Fig. 2. Warping harness structure[12]
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图 3. JWST拼接过程[18]
Fig. 3. JWST splicing process[18]
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图 4. Keck望远镜的warping harness[20]
Fig. 4. Warping harness of Keck telescope [20]
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图 5. Keck望远镜主镜支撑结构[19]
Fig. 5. Keck telescope main mirror support structure[19]
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图 6. TMT主镜支撑结构[12]
Fig. 6. TMT main mirror support structure[12]
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图 7. TMT支撑原理[12]
Fig. 7. Support principle of TMT [12]
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图 8. E-ELT主镜支撑结构[28]
Fig. 8. E-ELT main mirror support structure[28]
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图 9. E-ELT的warping harness[25]
Fig. 9. Warping harness of E-ELT[25]
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图 10. GMT主镜主动支撑结构[32]
Fig. 10. GMT main mirror active support structure[32]
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图 11. LAMOST反射施密特改正板主动支撑结构[35]
Fig. 11. LAMOST Schmidt correction plate active support[35]
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图 12. JWST主镜支撑结构[40]
Fig. 12. JWST main mirror support structure[40]
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图 13. JWST主镜主动支撑结构[42]
Fig. 13. JWST main mirror active support structure[42]
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图 14. LUVOIR主镜支撑结构[47]
Fig. 14. LUVOIR main mirror support[47]
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表 1Keck、TMT与E-ELT中warping harness的应用对比
Table1. Comparison of warping harness in Keck, TMT, and E-ELT
| Name | Action position | Action method | Adjustment range | Adjustment DOF |
|---|
| Keck | Delta frame | Manual/elastic blade | Four items of Zernike | 30 | | TMT | Pivot of delta frame | Displacement actuator/elastic blade | Six items of Zernike | 18 | | E-ELT | Pivot of delta frame | Force actuator/torsion spring | Six items of Zernike | 27 |
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表 2JWST曲率调整机构的主要调节参数
Table2. Main adjustment parameters of radius of curvature actuation system in JWST
| Description | Capability |
|---|
| Adjustment range capability/mm | ＞10 or ＜-10 | | Adjustment resolution/mm | 0.0004 | | Induced surface deformation | 24 nm RMS per mm ROC actuation |
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表 3部分拼接式望远镜主镜参数
Table3. Main mirror parameters of some segmented telescopes
| Name | Keck | GMT | TMT | E-ELT | LAMOST | JWST | LUVOIR-A |
|---|
| Working environment | Foundation | Foundation | Foundation | Foundation | Foundation | Space-based | Space-based | | Number | 36 | 7 | 492 | 798 | 37 | 18 | 120 | | Material | Zerodur | E6 | Glass-ceramic | Glass-ceramic | Glass-ceramic | Be | ULE quartz glass | | Diameter /m | 1.8 | 8.4 | 1.2 | 1.45 | 1.1 | 1.52 | 1.412 | | Thickness /mm | 75 | 704 | 40 | 50 | 75 | 59 | | | Supporting system/Adjustment DOF | WH/30 | 165 | WH/18 | WH/27 | - | ROCAS | - | | Positioning system | 3DOF | 6DOF | 3DOF | 3DOF | 3DOF | 6DOF | 6DOF | | Positioning accuracy | 3.8 μm | 1 μm | 1.2 nm | 3 nm | - | 3 nm | 1 pm | | Adjustment method | Manual position | Auto | Auto | Auto | Auto | Auto | Auto | | Correction effect(RMS) | 19 nm | 10 nm | 30 nm | 10 nm | 16.6 nm | 20 nm | 10 pm |
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吴松航, 董吉洪, 徐抒岩, 许博谦. 拼接式望远镜主镜主动支撑技术综述[J]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(3): 0300006. Wu Songhang, Dong Jihong, Xu Shuyan, Xu Boqian. Overview of Active Support Technology for Main Mirror of Segmented Telescopes[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2021, 58(3): 0300006.
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