国家重大科学工程LAMOST项目

“小LAMOST”地平式机架跟踪技术取得重要进展

    位于国家天文台南京天文光学技术研究所的国家重大科学工程项目“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)的室外主动光学试验装置是一架约1米通光口径的(1:1的LAMOST子单元)反射施密特望远镜,其跟踪机架为地平式。LAMOST的地平式跟踪方式与一般的地平式望远镜不同:由于是法线跟踪,其机架跟踪的精度要求约为一般的地平式望远镜跟踪精度的2倍;又由于跟踪子午面附近的天体时其高度速度很低甚至为零,很容易产生跟踪控制中的难题即“爬行”。因此LAMOST的地平式跟踪系统是一个高精度低速的变速跟踪控制系统。这样高精度低速跟踪的跟踪要求在我国尚无前例。
    经过深入地分析研究,国家天文台南京天文光学技术研究所LAMOST工程部的技术专家在高度和方位跟踪上都采用了摩擦传动装置和先进的自动控制技术。又经过大量的试验积累经验和优化改进设计,目前已在室外主动光学试验装置,即1米的“小LAMOST”望远镜上达到并超过了要求的跟踪精度,在地平式机架跟踪技术上取得重要进展。
    迄今为止大量夜间观测的数据证明,跟踪系统的跟踪精度已经达到并超过了主动光学实验装置开题报告中提出的无导星0.5角秒/2分钟的跟踪指标。例如2004年9月6日夜间对一颗4等星进行了跟踪,用ST-7E CCD拍摄了124幅照片,每幅曝光时间1秒,采样频率约为每17秒一幅。对于得到的星像用IRAF软件求其光能量重心。最后得到两轴拟合后合成星像跟踪精度在35分钟观测时间内约为0.33角秒(RMS),即机架跟踪精度约为0.17角秒(RMS)。下图显示了方位轴35分钟124幅照片的跟踪误差点图,其中垂直坐标的单位为CCD像素(一个像素为0.315角秒)。 经计算,在2分钟内不导星的星像跟踪误差约 0.2 角秒。另外,试验证明用ST-7E CCD导星跟踪可以有效消除漂移,长周期的星像跟踪精度仍可达到0.6角秒左右(RMS)(导星星等从2点几等到6等左右),即机架跟踪精度约为0.3角秒左右(RMS)。