39、亚毫米波望远镜：结构、性能与校准技术

亚毫米波望远镜：结构、性能与校准技术

1. 望远镜镜段问题与噪声分析

在望远镜镜段之间，存在诸如引力变形以及因热梯度导致镜段凹陷等问题。对于最低阶模式测量的噪声，有公式：
[e_c \sim e_s\frac{D}{d}]
原则上，配备足够传感器的边缘传感器系统能够测量镜段的凹陷情况，从而有可能在闭环控制系统中校正镜段变形的影响。

2. 望远镜支架

2.1 支架类型与设计

望远镜支架通常对主镜的表面精度影响较小，但会决定指向性能。大多数现代望远镜采用俯仰 - 方位支架，以最小化支架的质量和成本。这些支架主要分为两类：
- 基座上的叉式支架
- 轨道上的照准仪支架

支架结构一般由钢材制成，以降低成本。对于箱式和空间框架式支架设计，其填充因子通常约为 1%。支架大致类似于高约 (D/2)、宽约 (D/2)（沿俯仰轴）、深约 (D/4)（前后方向）的梁，因此简单的梁模型可用于估算其性能。

2.2 支架性能的相关公式

• 梁的刚度 ：端部加载时梁的刚度公式为
  [k’ \sim \frac{E’\eta’D}{64}]
  其中 (E’) 是支架材料的杨氏模量，(\eta’) 是填充因子。
• 望远镜总质量 ：主镜需要一个质量与主镜相近的配重，以及一个质量可能是主镜两倍的俯仰轴，因此倾翻结构的质量约为主镜质量的 4 倍。支架质量通常与倾翻结构质量相似，所以望远镜的总质量为
  [m’ \sim 16\pi (\frac{D}{2})^