为研究大型望远镜薄镜面主动光学的核心技术，以600 mm望远镜为缩比系统，采用高精度标准轴承设计了具有快速装调、高互换性和便于维护等特点的俯仰-方位轴系结构。俯仰轴系由向心角接触球轴承构成，方位轴系由推力球轴承和双列圆柱滚子轴承构成。采用有限元软件Patran仿真得到了系统的前三阶固有频率和振型。分析了影响轴系回转精度的误差源，采用谐波理论对轴系误差测量结果进行了处理，得到俯仰轴系晃动误差为4.2″，方位轴系晃动误差为9.3″。望远镜在外场观星试验中得到了比较理想的成像效果，验证了轴系结构设计的合理性和正确性，并为中小型望远镜高精度轴系的研制提供了设计依据和技术途径。

为了让空间相机在适合的温度条件下工作，提出一种基于温度水平的主动热控系统。首先，分析相机达到温度平衡的条件，确定主动热控策略；其次，介绍热控系统的构成及工作原理；然后，将相机图像质量无本质影响作为条件，确定主动热控策略中的各项控温指标；最后，确定温度控制算法。相机在轨工作的实验结果表明：依据主动热控策略，系统能够控制相机温度达到平衡，主镜组件与基准温度的温差不大于1 ℃，主镜组件的周向温差不大于1 ℃，主镜与次镜组件的温差不大于2 ℃，主镜与三镜组件的温差不大于5 ℃，温度控制结果满足主动热控策略中的各项控温指标要求，满足相机工作时对温度的要求。

设计了用于2 m口径望远镜的方位轴系支撑结构。通过对比大型地平式望远镜方位轴系的典型支撑结构, 拟定了由向心球轴承和大接触角推力球轴承集成的一体化轴系支撑方案以及相应的轴承结构参数。依据Hertz接触理论并采用AYSYS有限元软件对60~85°不同原始接触角下的静载荷特性参数进行了理论计算和非线性仿真分析验证, 结合加工工艺设计了85°接触角的推力球轴承结构。研制成功了直径为1 500 mm轴承样机, 其轴向跳动为0.009 mm, 径向跳动为0.006 mm, 最大空载启动摩擦力矩为30 N·m, 承载能力优于30 t。该项设计为大型望远镜高精度方位轴系的研制提供了可靠的设计依据和技术途径。