南极光学望远镜现场装调及准直检测研究

Dome A is at the summit of Antarctic continent which has been proved to be an excellent astronomical observation site. The telescopes which are proposed to be operated at Dome A site will acquire both systematic simulation and advanced alignment technique. Firstly, error budget analysis and image simulation resulting from misalignment provide a feasible plan for telescopes construction. Secondly, based on the wavefront detection of several fields, the misalignment can be reverse calculated by image simulative algorism, which will brings advantage to in-situ alignment. In 2015, CSTAR and AST3-1, 2, which are all capable of pointing and tracking, are fully operational at Kunlun Station. The research will aims at error budget analysis, computer aided alignment, in-situ alignment and pointing correction modeling, which are founded on the previous work carried out in extremely environment. We believe that the research will deliver a better solution for mid-altitude telescopes construction as well.

南极内陆最高点Dome A是天文观测的优秀台址，极端台址环境下天文光学望远镜的设计建造需要全面系统的模拟分析和先进准直装调技术的支持。一方面，结合台址数据，在望远镜设计完成后，误差分析和由于失调误差造成的像质退化模拟对于望远镜的建造提供了可行性方案；另一方面，计算模拟程序为光学准直提供了参考，基于视场像质检测，给出失调误差的数值计算结果，丰富简化南极现场准直方法。2015年昆仑站现场在使用的望远镜有可指向跟踪的CSTAR、AST3-1和AST3-2，极端环境下的望远镜装调积累了大量的实践经验，但是在极昼环境下短时高效装调技术仍有可提升的空间，希望基于本课题的研究开展南极望远镜的现场装调及准直检测，包括望远镜误差分析、计算机辅助准直、南极现场装调技术和指向校正方法的研究。同时这项研究也可直接用于中纬度望远镜准直装调工作中。

南极内陆最高点Dome A是天文观测的最好台址之一，极端的台址环境对光学望远镜的研制提出了严峻的挑战。需要建立望远镜系统的模拟分析，在已有经验的基础上，研究先进的准直装调技术。基于本课题的研究，开展了南极望远镜的现场准直装调技术研究和远程指向误差校正等工作。其中覆盖了望远镜光学系统的公差分析，失调像质模拟，极昼严苛环境下的装调技术，远程指向校正方法的研究。（1）项目研究的望远镜光学系统公差分析方法，应用于多个望远镜光学设计方案中，其中包括南极巡天望远镜、南极亮星巡天望远镜、云南大学1.6米多通道测光巡天望远镜、2.5米多功能望远镜、中国12米光学红外望远镜。.（2）项目研究的望远镜光学系统失调误差模拟，应用于反射式望远镜副镜的主动准直研究上，例如1.6米多通道测光巡天望远镜、南极昆仑站暗宇宙巡天望远镜。.（3）项目研究的高效南极现场极昼装调方法推广使用，在昆仑站和泰山站均成功实现的白天观星试验。基于此方法的应用，中国第32次南极科考队员成功调试安装了中山站越冬观测的南极亮星巡天望远镜；中国第33次南极科考队员成功测量了泰山站夏季视宁度数据；中国第35次南极科考队员第二次成功测量了昆仑站夏季视宁度数据。.（4）项目研究的远程指向误差校正方法成功应用在无人值守的南极巡天望远镜AST3-2上，保障了观测季的观测任务的可靠执行。