曹小涛，孙天宇，赵运隆，王 栋，郭权锋

（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033）

空间大口径望远镜稳像系统发展现状及趋势

曹小涛*，孙天宇，赵运隆，王 栋，郭权锋

（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033）

介绍了目前国际上已发射及正在论证的大型空间望远镜的稳像控制系统,主要包括自由飞行模式的HUBBLE、JWST、ATLAST-8m和ATLAST-9.2m,载体搭载模式的SOFIA和OPTIIX。详细论述了这些空间望远镜稳像系统的组成、工作原理、主要元件、性能指标和控制算法,并对基于磁悬浮技术的无扰动载荷设计概念和机械臂直接驱动空间相机的设计思想进行了介绍。分析表明,基于机械臂和磁悬浮技术的精密稳像及主动振动抑制系统是未来的发展趋势。

空间望远镜；稳像控制；机械臂；磁悬浮

1 引言

随着人类科技的发展及技术需求的增加,目前对于空间望远镜要求具有越来越大的口径和越来越高的稳像精度。尤其是天文观测领域,由于对宇宙诞生及演化、黑洞和暗物质等前沿领域的迫切探索需求,目前国际上的高水平空间相机一般要求毫角秒级别的稳像精度,如Hubble［1-2］天文望远镜要求达到0.007″的稳像精度。高精度稳像控制系统直接决定着空间望远镜的成像质量,是一项需要充分重视和深入研究的关键技术。

空间大口径天文望远镜实现毫角秒级别的稳像精度是非常困难的。多种复杂的影响因素均会对稳像精度造成影响。如搭载于飞行器之上的空间望远镜会受到飞行器轨道运动和姿态变化的影响,望远镜内外部的振动条件也会影响指向精度；……