小型红外天文卫星可行性研究

红外天文是近20年来发展最快的天文学分支，也是未来天文发展的主要方向之一。国际上正在运行和筹划的许多望远镜都和红外天文相关。由于受地球大气的严重影响，红外望远镜发射到空间才能更有效地进行天文观测。另一方面，由于在常温下望远镜本身具有较强的红外辐射，红外线望远镜的光学系统和探测器一般还都需要制冷。这些都增加了红外天文研究的难度。由于受仪器的限制，我国红外天文相对落后，是一个亟需发展的领域。在这里我们按照国内能够接触到的红外探测器，冷光学，卫星控制水平，结合天文需求，提出了一个小口径（30cm）空间红外望远镜的研制计划。一方面希望利用这个望远镜解决一些普遍感兴趣的天文问题如银河系内PAH及尘埃的分布等，另一方面也希望通过这个望远镜的研制，来促进相关技术的发展，以提高我国的空间红外技术，为下一代更高水平的红外天文望远镜以及红外技术在国民经济和国防建设上的使用提供技术储备。

本项目计划按照国内能够接触到的红外探测器、冷光学、卫星控制水平，结合天文需求，研究设计一个30cm左右口径的小型红外天文卫星。课题组通过对红外天文研究领域和相关技术的全面调研，确定了通过对有机化合物多环芳香烃（PAH）的3.3m发射线对它进行深度全天巡天这一主要科学任务。课题组完成了红外望远镜的光学、结构和初步热设计，形成了望远镜的模装图，设计了望远镜的飞行轨道和工作模式，分析了望远镜的灵敏度和可能的科学产出。利用本项目的前期研究成果，项目组成员申请并获得了中科院先导专项对本项目提出的红外天文卫星概念进行深化论证的支持，并且开始了部分相关关键技术的攻关研究，包括天文红外探测器的方案与设计，深低温空间脉管制冷机的研制，低温光学系统装调检测及原理样机的研制，利用导星仪进行卫星姿态稳定控制等的研究。 部分研究成果于2012年7月在荷兰召开的SPIE天文仪器国际会议上作了分会报告。