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《稀疏孔徑成像系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、稀疏孔徑成像系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)Soon-JoChung*,DavidW.Miller**,OlivierL.deWeek***空間系統(tǒng)實驗室，麻省理工學院，馬薩諸塞州，02139,美國摘要為了更好地了解在設計和建設稀疏孔徑陣列中遇到的技術(shù)困難，進行了建設白光Golay-3望遠鏡的挑戰(zhàn)項目。麻省理工學院自適應偵察Golay-3光學衛(wèi)星(AdaptiveReconnaissanceGolay-3OpticalSatellite,ARGOS)項目利用廣角斐索干涉儀技術(shù)重點是將光學和航天器子系統(tǒng)模塊化。開發(fā)出了獨特的設計程序包括相干波前傳感的性質(zhì)，控制和結(jié)合其它各種系統(tǒng)工程的多個方面，以實現(xiàn)成本效益。
2、為了演示一個完整的航天器在l?g的環(huán)境中的運行情況，ARGOS系統(tǒng)被安裝在一個無摩擦的氣浮軸承上，并具有能夠跟蹤像國際空間站或行星這類快速軌道衛(wèi)星的能力。利用波前傳感技術(shù)減少初始偏差，并反饋實時畸變到光控制環(huán)路。本文介紹了ARGOS系統(tǒng)在構(gòu)想、設計和實施階段的得出的不用結(jié)果和經(jīng)驗。初步評估報告表明光束組合是稀疏光學陣列中最具挑戰(zhàn)性的問題。由于公差緊束的原因，進行光學控制是最重要的。波前傳感/控制要求似乎是一種主要的技術(shù)和成本動因。關(guān)鍵詞：稀疏孔徑；多孔徑光學系統(tǒng)；斐索干涉儀；相控陣望遠鏡1簡介在天文學中要求更大的細角分辨率就必須要增大望遠鏡的口徑。但是，空間望遠鏡的主鏡口徑受到體積、運載火箭
3、的最大承受重量以及制造成本的限制⑴。因為單個鏡片的制造成本隨著面積的增大而飛速上升，比如像哈勃空間望遠鏡就已經(jīng)處于經(jīng)濟上可行的極限，我們正采用像分段鏡望遠鏡和干涉稀疏孔徑光學系統(tǒng)這些突破性的技術(shù)來努力打破這一趨勢。而長基線恒星邁克爾遜干涉儀從一個獨立的收集器中提供光源進行光束合成，在一段時間后獲得干涉條紋，斐索干涉儀能產(chǎn)生具有完全即時U?V覆蓋的直接圖像。因此，斐索干涉儀是適合于擴展對象的光學成像和快速變化的0標。與邁克爾遜干涉儀的長基線相對比，斐索干涉測量系統(tǒng)往往具有緊湊的望遠鏡陣列。專為稀疏陣列設計的最佳成像配置是由Goby首次提岀的【2］。稀疏陣列是一個有前途的應用，他不需要極其高的靈
4、敏度(存在亮光源)，允許是一個相對受到限制的視場(field-of-view,FOV)卩⑸。在相控陣望遠鏡領(lǐng)域內(nèi)的一個著名的項目就是美國空軍研究實驗室(AirForceResearchLaboratory,AFRL)的多用途多個望遠鏡測試平臺(MultipurposeMultipleTelescopeTested,MMTT)⑹。MMTT是由4個直徑20cm的望遠鏡按視場(FOV)為15弧分分階段組合在一起的。該MMTT采用了一個復雜的激光測量干涉儀來檢測波前誤差(wavefronterror,WFE)o由洛克希德?馬丁公司建造的多孔徑成像陣列用來描述相位分集計算技術(shù)稱為WFE傳感。該稀疏陣列
5、由無焦望遠鏡按“V型排列而成，并被組合到一個具有共同焦點在斐索干涉儀上。在實驗室中通過對擴展的圖像投影第一次得到了寬頻帶多望遠鏡成像陣列分階段進行的視場屮的一個顯著場。為開發(fā)下一代太空望遠鏡(NextGenerationSpaceTelescope,NGST)⑻，目前人們已經(jīng)對波前傳感和控制開展了廣泛的研究。為了更好地了解在設計和建設稀疏孔徑陣列中遇到的技術(shù)困難，進行了建設白光Golay-3望遠鏡的挑戰(zhàn)項目。麻省理工學院自適應偵察Golay-3光學衛(wèi)星(ARGOS)項Fl利用廣角斐索干涉儀技術(shù)重點是將光學和航天器子系統(tǒng)模塊化。自適應偵察Golay-3光學衛(wèi)星(ARGOS)項目的目標是展示一個
6、以空間為基礎(chǔ)的光學系統(tǒng)模塊化的架構(gòu)的實用性。AngularResolution:0.35arcsecatvisibleFieldofView:3arcminACSPcinting.Vcuiacv:+/?1aicmiuSignal-to-NoheRatio(Sciencelinage):100AutonomousOperation:1continuoushourFIG2:TbefinalARGOSsystemwiththethreeACSsenwnsbouuintbebottomFIG1:CherneuofARGOS圖1突岀了主要功能和觀察的目標物體。為了演示一個完整的航天器在1-g的環(huán)境中的
7、運行情況，ARGOS系統(tǒng)被安裝在一個無摩擦的氣浮軸承上，并具有能夠跟蹤像國際空間站或星點這類快速軌道衛(wèi)星的能力。模塊化的架構(gòu)設計突出了復制組件和快速接頭的重要性。該系統(tǒng)是由分布在Golay-3上三個相同的口徑組成的。從這些子望遠鏡中收集到的光被結(jié)合在一個中心模塊中，然后被傳送到電荷耦合器件（CCD）o波前傳感技術(shù)被用來減少初始誤差，以及反饋實時畸變到光控制環(huán)路。我們的目標是獲得和使用單個孔徑單片望遠鏡接收到的
