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南非大望远镜

/Southern African Large Telescope; SALT/
条目作者王国民

王国民

最后更新 2022-12-23
浏览 152
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由南非主导研制的口径11米的大型天文光学望远镜。简称SALT。

英文名称
Southern African Large Telescope; SALT
所属学科
天文学

SALT望远镜是南半球最大的光学望远镜,望远镜口径11米,安装在南非天文台,距离开普敦400千米(图1)。望远镜由南非、美国、德国、波兰、印度、英国和新西兰合作建造。该望远镜于2005年开始观测,2011年开始全面科学观测。

图1 南非大望远镜外景图图1 南非大望远镜外景图

SALT望远镜是单球面主镜系统,即望远镜只有一块球面主镜,在球面主镜的焦点处安装观测设备进行科学观测。望远镜主镜由91块六边形子镜拼接而成,每块子镜的尺寸为1米,91块子镜拼接成一个11米口径的球面主镜,镜坯由俄罗斯提供,是一种热膨胀系数非常小的玻璃陶瓷材料,镜子加工由美国柯达公司完成,每块镜子的表面镀有高反射铝膜,在每块子镜室的背面有3个调整机构,来调整每个子镜的平移和倾斜,这样来实现和保证91块子镜拼接成一个完美的球面。在每块子镜的边缘安装有传感器来测量每块子镜之间的相互位置,测量出来的位置误差反馈到望远镜控制系统,由控制系统控制子镜室背面的3个调整机构完成对子镜位置误差的修正。

望远镜结构如图2所示,在球面主镜的上方,即望远镜主焦点附近安装有一个跟踪架,跟踪架的作用有两个:一个是用来安装各种设备,包括球差改正器、大气色散改正器、遮光罩、光路转向镜和光谱仪等;另一个作用是通过跟踪架来保证星光准确的进入到仪器设备,即实现对天体的跟踪。这也是SALT望远镜与传统望远镜的不同之处,传统望远镜如地平式望远镜是通过方位轴和高度轴的组合运动来实现对天体的跟踪,而SALT望远镜的镜筒是固定的,方向为高度角55°的位置,在一次跟踪观测过程中,整个望远镜是不需要运动的,这样对主镜乃至整个望远镜结构而言,重力变形是固定不变的,对于维持成像质量具有很好的帮助。望远镜方位可以做360°转动,但只用于改换观测天区。由于该望远镜的特殊结构,为了检测91块子镜是否共焦,在望远镜南面设立有一个高塔,如下面望远镜照片所示,高塔上面有子镜共焦检测系统,检测的时候,通过望远镜方位的转动,将望远镜对准高塔上的检测装置。

图2 南非大望远镜结构图图2 南非大望远镜结构图

根据SALT望远镜自身的特点,该架望远镜主要开展光谱方面的科学研究,观测设备包括焦面跟踪架上的长缝光谱仪和圆顶下层光谱房内的高分辨率光谱仪,高分辨率光谱仪通过光纤和焦面连接。长缝光谱仪由威斯康星大学和罗格斯大学完成设计和研发,是SALT望远镜的初光设备,该长缝光谱仪的分辨率达到12000。该望远镜的另一台观测设备是高分辨率光谱仪,该光谱仪由新西兰坎特伯雷大学设计,英国杜伦大学完成设计改进和最终的研制。为了保证光谱仪的性能,光谱仪放置在一个真空腔内,整个真空腔放置在一个温控房内,并对整个系统进行了隔振稳定处理。SALT望远镜在恒星视向速度测量、星际环境以及化学物质分析等方面开展了相关的研究,并取得一些成果,同时该望远镜积极参与国际合作,在超新星和暗能量方面也取得了研究成果。

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