临近空间816 mm 口径望远镜复合支撑主镜组件设计

罗致帮，李 巍*，徐佳坤 ，王克军 ，王晓东

（1. 中国科学院长春精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2. 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京100049）

1 引 言

临近空间一般是指海拔高度20～100 km 范围内的区域，该区域大气稀薄，位于大气层上端，各波段信息未经大气层衰减，可以获取接近太空观测的图像质量，浮空器平台可以在这个区域的30～40 km 左右高度稳定停留，并且可回收重复使用，性价比高，逐渐成为一种重要的科学研究平台。美国在该领域发展最为突出，其浮空器平台同时具备重载（几吨量级）、长航时（近百天）、高精度指向和稳定性（亚角秒）。美国NASA 的气球项目办公室负责美国所有的气球飞行与研究项目，其从上世纪70 年代建立以来，开展了大量的气球飞行试验，研究目标涵盖宇宙微波背景辐射、高能宇宙射线、行星、彗星及太阳观测等诸多方面。已开展的典型浮空器平台有效载荷项目包括球载大口径亚毫米望远镜（BLAST），球载成像测试平台-亚角秒望远镜与气球实验（BIT-STABLE），BRRISON（Balloon Rapid Response for the comet ISON），GHAPS（Gondola for High Altitude Planetary Science）等［1-3］。这些相关项目飞行高度均为30～40 km，载荷口径0.5～2 m，载重量2 t 左右，持续工作时间大于24 h，观测谱段从紫外到红外，指向精度在10″量级，1～30 min 积分时间内二级稳像稳定度甚至可达亚角秒0.1″以内。

行星大气光谱望远镜要求望远镜系统具有紫外到可见（280～680 nm）波段科学图像获取能力、30 km 以上临近空间观测和回收环境适应能力。主镜组件作为望远镜的关键部件，口径达到816 mm，并且在观测过程中存在0°～65°的俯仰角度变化，给主镜组件的设计、加工和装调工艺带来了难度。……