50、紫外、光学和红外空间望远镜的关键技术解析

紫外、光学和红外空间望远镜的关键技术解析

1. 杂散光控制

杂散光是指那些并非来自科学视场范围内，或者通过非预期路径到达探测器的光子。对于轨道天文台而言，杂散光的来源十分广泛，包括太阳、地球、月球、其他天体、星系和河外天体源、黄道光，以及在红外波段下天文台自身的自发射光。

为了应对杂散光问题，不同的望远镜采用了多种策略：
- OTA 外壳 ：这是抵御多种来源杂散光的主要防线。例如，SST 和 HST 的望远镜部分都被包裹在外部护罩中。在 HST 中，朝向太阳一侧的开口孔径门可防止阳光直接进入护罩，且门的内表面涂有黑色涂料以降低可见光的反射率。护罩内部与孔径门相对的位置设有一系列黑色挡板，进一步防止杂散光在护罩内部反射。
- 场阑 ：放置在与探测器光学共轭平面上的场阑，能够阻挡来自探测器视场之外天体的杂散光。
- 其他挡板 ：在仪器内部的关键位置也会使用挡板来控制杂散光。同时，仪器和仪器舱也会进行封闭处理。

对于 JWST，由于其尺寸过大，若采用 OTA 外壳会增加大量质量，且部署和冷却难度较大，因此采用了遮阳板来保护光学系统免受太阳、地球和月球的杂散光及热效应影响。此外，JWST 的 TMA 设计中的可访问光瞳对杂散光控制也很重要，其 FSM 带有光瞳掩模，可阻挡来自主镜边缘外物体的光子，还能阻挡望远镜的中心遮挡部分。另外，在系统的卡塞格伦焦点附近、AOS 末端还设置了场阑作为另一层杂散光控制措施。

2. 轻量化镜面技术

空间天文台的总质量受到运载火箭的严格限制，与地面系统的组件相比，几乎每个组