新的主镜热控系统方案对于大口径望远镜的热控设计有一定的参考价值

  作为探索外太空的主要设备，望远镜在人类文明发展中发挥着不可估量的作用。随着科学技术的发展，科学家对望远镜的分辨能力提出了更高的要求。望远镜的分辨能力与其口径成正比，随着望远镜口径的增大，主镜外表面所接触的热环境更加复杂，同时导致主镜的热惯性增大，主镜温度相对于环境温度的滞后性和主镜内部的温度梯度越发明显，严重影响望远镜系统的成像质量。传统的主镜热控方法已经不能满足主镜视宁度和反射面面形精度要求。因此，设计一种有效的主镜热控方案成为望远镜热控系统的首要任务。　　　　中国科学院光电技术研究所任戈、王继红课题组针对这一难题，在望远镜的设计阶段针对主镜所处的热环境进行仿真，并分析提出了一种新的主镜热控系统方案。该方案在主镜上方设计了流场控制系统，该系统包括反射面边沿气刀吹气系统和轴心孔的轴流风机，通过控制进气温度、进气压力和风机转速，在反射面上方形成速度和温度严格可控的均匀热边界层，成功地将反射面和环境温差稳定在±2℃以内，有效解决了望远镜反射面的面形精度保持问题。该成果可推广应用到相关的光电设备中。　　　　该研究成果先后在SPIE和Springer等国际会议和期刊上发表，得到了国家863计划和中科院相关项目的支持。　　　　编辑点评　　　　为了提高望远镜系统在工作时的性能和稳定性，需要对其进行全面的热控分析和设计。此项研究针对所有环节中各种不同的结构形式都给出了详细的热控设计方案。这些措施可以很好地保持望远镜系统温度与外界环境温度相平衡，解决温度对整个望远镜系统的影响。该研究结果对于大口径望远镜的热控设计有一定的参考价值。