完美的瞄准目标

 

 

海德汉测量技术，在世界各地的许多天文台中确保了望远镜精确瞄准观测目标。位于夏威夷的凯克天文台（KeckObservatory）就是其中之一。过去30年里，天文学家和天体物理学家在这里取得了许多轰动性的发现。如今，通过对望远镜传动和测量系统的技术改造和升级，它们可以以更高的分辨率和精度观测天体。

 

在海拔约4200米的莫纳凯亚山顶，两座30米高的凯克望远镜塔的拱顶直插天际，高耸在夏威夷清澈干燥的天空中。它们独特的10米直径的接收镜为人们天文研究提供了宽阔的视野，并有效收集从可见光到红外波段的光谱信号。为了提高性能，它们还可以作为一个巨大的自适应光学系统的组件协同使用。

 

 

这些巨大的光学系统最终能看到什么，在很大程度上取决于它们的接收镜能多精确地瞄准夜空。定位精度越高，天文学家就越能精确地瞄准、跟踪和观察宇宙的某一特定区域。这既适用于方位角、沿着罗盘的水平方向；也适用于仰角、相对于天顶的垂直方向。为此，我们对望远镜的整个驱动和测量系统进行了技术更新和优化。

 

 

类似于机床应用中的海德汉测量技术

 

现在由来自海德汉的模块化角度编码器（ERA8400）负责执行方位角和仰角的位置测量。海德汉模块化角度编码器ERA系列，该系列产品中的小型化产品（例如ERA4000），大多应用在机床行业的回转工作台和摆动铣头上。ERA8400编码器的码盘栅距为40微米，并由四套扫描头读取方位角读数和两套扫描头读取仰角。搭配EIB749信号处理装置，可将测量步距插值细分到10纳米。而这意味着望远镜在水平方向上的定位精度可以达到4毫角秒，在垂直方向上的定位精度可以达到1毫角秒。

 

“我们现在甚至可以在一个密集的星团内部瞄准、跟踪和观测单个恒星。这给了我们全新的见解，并提供了比以往技术多得多的数据。”凯克天文台的首席电子工程师托马斯克拉苏斯基（TomasKrasuski）望着升级后的望远镜及评估报告说道。“太令人惊讶了，我们现在可以如此精准的移动我们的10米望远镜，测量步距只有10纳米。”

 

历经磨砺不断创新的9年

 

天文学研究中处理空间和时间概念与我们日常生活中的概念十分不同，这一点在对凯克望远镜的创新改造中感受十分明显。该项目历时9年，克服种种困难，最终将规划一步步落实执行，变为现实：

 

•在设备升级期间，由于凯克天文台的天文学家还需要利用这两台望远镜进行项目研究。升级工作只能在白天进行，以便望远镜在黄昏前可以再次投入使用。

 

•望远镜位于海拔4200米处。由于这个高度的气压和氧气水平较低，在望远镜升级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件。

 

 

超值的磨砺

 

付出终得回报，TomasKrasuski说：“我们现在可以将望远镜瞄准凯克天文台可观测区域内的任何恒星，精度高达1角秒。我们还能够提高性能：不仅可以更高精度地采集数据，还能更快地处理数据，同时我们对望远镜的动态控制能力也更强。”当研究人员需要长时间观测天体时，后一点尤为重要，因为这就要求我们不断地重新定位望远镜。而新安装的海德汉编码器帮助我们确保精度。

 

“更重要的是：现在，通过它获得的大量高精度数据，都可以提供给全球的天文学家和天体物理学家使用。”