海德汉:人类对天体的憧憬无法停止-如何精准观测天体

国际金属加工网 2020年10月30日

位于夏威夷凯克天文台

(Keck Observatory)的天文望远镜现在的观测精度远超以往。

全球许多天文台都选用海德汉测量技术,确保在夜间观测时望远镜能够准确对准。位于夏威夷的凯克天文台(Keck Observatory)也是其中之一。近30年来,天文学家和天体物理学家在凯克天文台取得许多重大发现。现在,这里的望远镜驱动系统和测量技术已完成更新改造,可用更高的分辨率、更准确地观测天体。

在海拔约4200米的莫纳克亚山顶,两座凯克望远镜的30米高穹顶直插云端,高耸在夏威夷清澈、干燥的天际中。10米反光镜在夜间提供宽阔的视野,有效采集可见光和红外光谱。由于性能的提高,还能与大型、自适应的光学系统协同使用。

历经磨难不断创新的9

这些大型光学系统的观测性能在很大程度上取决于反光镜在夜间瞄准天体的准确性。定位精度越高,天文学家可以更准确地瞄准目标,跟踪和观察宇宙中的特定区域。其中包括罗盘的方位和水平角、仰角、相对天顶的垂直方向。为此,望远镜的整个驱动系统进行了更新改造和优化。

天文学的空间和时间观念与我们常人十分不同,凯克天文台的创新项目同样如此。该项目历时9年终于完成,项目的安排和执行都极其困难:

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难点1:

在设备改造期间,凯克天文台的天文学家需要继续全面使用两台望远镜。必须周密安排白天的设备改造工作,使望远镜可在夜间再次使用。

难点2:

这些望远镜位于海拔4200米的高地。由于该高度位置的气压和空气含氧量较低,在望远镜现场工作的人员必须适当休息才能适应环境要求。为确保工作正常进行,技术系统也必须适应周围的环境条

”现在,大量高精度数据,其中绝大部分都提供给全球的天文学家和天体物理学家使用。”

主任电子工程师Tomas Krasuski

超值的磨难

全部付出终得回报,凯克天文台主任电子工程师Tomas Krasuski说:“我们现在可以将望远镜瞄准凯克天文台可瞄准的任何星座,精度高达一角秒。我们还提高了工作性能:不仅可以更高精度地采集数据,还能更快地处理数据,我们现在可用更高的动态性能控制望远镜。”当研究人员需要长时间观测天体时,必须能持续定位望远镜,因此动态性能至关重要。新安装的海德汉编码器确保该精度。

ERA 8400角度编码器安装在凯克望远镜的仰角定位驱动系统上

测量方位位置的ERA8400角度编码器在望远镜驱动系统上安装情况

不同于机床的测量技术

现在用海德汉ERA 8400模块型角度编码器测量方位和仰角。该编码器同属于ERA系列。

该系列的小型产品,例如ERA 4000,早已应用在大量机床的回转工作台和摆动铣头上。ERA 8400编码器沿尺带方向的栅线间距为40微米,四个读数头进行方位测量,两个读数头进行仰角测量。该编码器与EIB 749信号处理装置一起将测量步距可细分到10纳米。

相当于望远镜在水平方向的定位精度达到四毫角秒,垂直一毫角秒。“即使在密集的星系中,我们也能对准、跟踪和观测单独的星座。这为我们提供全新的观察能力和更多的数据,数据量远超以往,”Tomas Krasuski在完成望远镜大修评估后说道。“太神奇了,我们现在可以如此精确地移动我们10米望远镜大型设备,测量步距仅10纳米。”

 +精彩幕后:www.heidenhain.us/keck

+位于夏威夷的凯克天文台:www.keckobservatory.org

原文链接 

(海德汉)

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