微流星体碰撞对日地L2点Halo轨道的影响

空间中存在大量高速运动的微流星体,与在轨运行的航天器发生碰撞后将导致轨道偏离、性能下降、结构破坏甚至航天器失效.由于Halo轨道具有不稳定的特性,本文主要探究微流星体碰撞对日地L2点Halo轨道动力学演化规律的影响.首先,建立日地L2点附近轨道的动力学模型,通过微分修正法构造Halo轨道的初始条件,基于Grün微流星体通量模型计算微流星体与航天器碰撞的数量和碰撞引起的速度改变量.然后,采用Runge-Kutta算法求解Halo轨道的动力学方程,研究碰撞速度改变量引起的轨道偏差随时间的演化规律.此外,采用状态转移矩阵方法分析初始状态偏差的演化规律,并与数值积分方法对比.最后基于状态转移矩阵方法分析了不同碰撞速度改变量的大小和方向引起的动力学响应.研究发现,状态转移矩阵在短时间内得到的结果与数值积分方法基本一致,而且只需一次矩阵乘法即可通过初始状态偏差计算得到末时刻状态偏差,具有非常高的效率.研究结果表明,由于Halo轨道固有的不稳定特性,所以初始时刻微流星体碰撞引起的微小状态偏差会快速增长,导致消耗更多控制燃料,最终将影响航天器的寿命.此外,微流星体碰撞的速度改变量的方向对偏差传递的规律有重要的影响.     

用多路望远镜探测器测量中子带电粒子核反应实验中的事例判选

介绍一个测量由中子引起的核反应的双微分截面实验的事例判选系统,由于反应截面非常小,而且本底相当大,为了最大程度地减少本底的影响,系统采用了二级硬件判选和一级软件判选。经过三级事例判选之后,可使本底计数降低４－５个数量级。     

空间天文仪器中的铍镜结构优化设计分析

为了满足空间太阳望远镜的技术要求,进行了铍摆镜研制,掌握了高精度铍镜研制技术路线。光学检测面形精度RMS为0.012λ,满足技术要求。对铍摆镜结构进行优化设计改进。介绍了铍摆镜结构优化方法,用ANSYS中的APDL语言编译了摆镜结构优化程序,进行了铍摆镜结构优化。并利用Matlab软件编写了改进遗传算法组合优化程序,再次完成了铍镜结构优化,并进行了横向对比分析。结果表明:两结果都满足技术要求。以扇形孔铍摆镜为例,改进的遗传算法组合方法的优化结果(RMS,1.470E-6mm)比ANSYS零阶优化方法的优化结果(RMS,2.099E-6mm)降低了29.96%,优于铍镜检测结果,说明改进后的摆镜结构方案可行。铍镜的成功研制,为我国空间天文仪器大口径铍镜研究和应用奠定了基础。组合优化方法结合了改进遗传算法和ANSYS软件的优势,具有适应性高、优化能力强等特点,具有较好的鲁棒性,对类似工程结构或天文仪器结构优化具有一定的借鉴意义。     

超大口径平面反射镜的光学检测（特邀）

在简要总结了各种检测大口径反射镜难点的基础上,为了实现30 m望远镜（TMT）超大口径第三反射镜的高精度检测,提出了一种融合五棱镜扫描技术和子孔径拼接测试技术的新方法。大口径反射镜分阶段依次进行了五棱镜扫描测试和子孔径拼接检测,对该技术的基本原理和基础理论进行了分析和研究,制定了检测30 m望远镜第三反射镜（口径为3.5 m×2.5 m）的方案,对其测试流程、五棱镜设计、五棱镜扫描像差拟合、拼接最优化算法等进行了详细分析,并对30 m望远镜第三反射镜的原理镜进行了实验验证,其最终拼接检测面形的均方根值（RMS）和斜率均方根值（slopeRMS）分别为28.676 nm和0.97 μrad。     

基于畸变梯度重构畸变的在轨标定方法

提出一种基于畸变梯度重构畸变的在轨标定方法,该方法充分利用微角秒测量精度的星间距测量技术,不受恒星赤经、赤纬精度的限制,能使望远镜光学畸变的标定精度达到微角秒量级。介绍了基于畸变梯度重构畸变的原理,并对由光学设计软件导出的光学系统进行了畸变标定仿真实验,结果表明：当光学系统波像差控制在0.073 3λ内且星角间距测量误差为0.3微角秒时,畸变标定精度可达0.28微角秒,满足近邻宜居行星探测的畸变标定要求。     

聚光辐射计

美国喷气推进实验室最近提出一种在中心为A557 GHz的频带中工作并以锥形或环形模式扫描的聚光(spotlight)辐射计。这种聚光辐射计是被设想用来获取火星大气中CO及H_2O分子的空间和光谱分辨数据的。其基本设计思想也适用于地球,而且它可以在不同的亚毫米波波段中工作。     

旋铸巨型麦哲伦望远镜的8．4m反射镜

2005年7月，亚里桑拿大学将启用旋转熔炉，开始为世界最大的地基望远镜生产8．4m直径反射镜。望远镜名为巨型麦哲伦望远镜（GMT），其主镜的设计为六个8．4m离轴反射镜环，和一个中心轴上反射镜，其分辨率为哈勃空间望远镜的10倍。     

TEM00 模激光器的稳定运转以及1 /4 λ波片的作用

望远镜Z形腔设计,利用大基模体积的腔型特性,得到了低阶模情况下运转的大功率基频激光器,而且由于在望远镜腔中,激光棒上的光斑直径对于热焦距的变化并不敏感,利用ABCD矩阵可以详细的对谐振腔输出特性进行分析。另外,分析了1 /4λ波片对于Nd∶YAG棒热致双折射效应的补偿作用,实验结果与理论分析吻合较好。实验中采用了9个20W的高功率半导体激光器侧面抽运的单Nd∶YAG棒,单个声光Q驱动器, Z形腔设计,最终实现了最高输出功率为20W,M2 因子为1. 2,稳定性(RMS值) < 1%的TEM00输出。     

同步轨道目标的单帧检测方法

光电望远镜监测同步轨道目标时,一般采用凝视目标和凝视恒星两种工作模式,在这两种工作模式下,由于恒星和目标相对地球运动速度不同,它们在CCD上成像会有所差别,即圆形小目标和短划线。文章针对它们成像的差异,提出了一种利用目标几何形状来区分目标和恒星的方法,该方法先利用形态滤波对图像进行预处理,提高目标信噪比的同时又不破坏目标的形状特征,然后通过二值分割、特征标记计算出目标的紧凑度、通过目标的原点矩计算出目标外接椭圆的长短轴,最后将目标的紧凑度和外接椭圆短长轴比进行特征融合,对融合结果选择合适门限来区分目标和恒星。试验结果表明,所提出的这种特征融合检测方法是一种有效的单帧目标检测方法。