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发布日期：2024-07-18 作者：开云
兴盛、抚仙湖、南极都有一个布满神秘感的天文基地，基地里耸峙着郭守敬千里镜（LAMOST）、一米红外真空太阳千里镜、南极AST3巡天千里镜……
说起这些千里镜，中国科学院南京天文光学手艺研究所（以下简称南京天光所）研究员顾伯忠如数家珍，由于他曾前后介入了这些千里镜的研制工作。
2000年至今，顾伯忠数十年如一日，持久对峙在科研一线工作，从事天文千里镜整体和机械布局的研究，成为我国天文仪器布局范畴的首要学术带头人之一。
“我手里还几个正在做的千里镜项目，好比南京年夜学2.5米年夜视场高分辩率千里镜、14.5米光学红外千里镜等，等我把这些项目都干完了，应当便可以结壮退休了。”日前，顾伯忠在接管《中国科学报》采访时感慨道，“干了几十年千里镜工程，还真有点舍不得！”
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顾伯忠在调试2.5米年夜视场高分辩率千里镜。 受访者供图
LAMOST扶植中第一个里程碑
“LAMOST MA机架是我承接的第一个千里镜年夜科学装配工程使命，也是LAMOST项目中最年夜、最复杂的高精度机械系统。”顾伯忠言诉《中国科学报》，“2000年前，我只研制过1米的科普千里镜，还没有做过6米的年夜千里镜，对我来讲手艺难度的逾越很是年夜。”
MA机架是LAMOST千里镜的要害部件，必需具有切确瞄准需要不雅测的天体并降服地球自转切确跟踪天体的功能。“机架方位轴系的直径到达8米，在项目总师的率领下，为了寻觅有研制能力的机床厂商，我们花了近两年的时候。”顾伯忠说。
颠末多方领会，武汉的一家机床企业被选入意向合作单元。顾伯忠回想道：“由于这家企业有加工直径达16米的数控机床，我们要做的8米直径的圆盘布局转台在其能力规模内。”
在解决了8米液压转台的研制困难后，顾伯忠还提出片式端面磨擦驱动手艺方案。该方案采取冷轧不锈钢板水美金切割成型作为磨擦导轨，以简单的加工工艺、低廉的制造本钱，实现了超高精度驱动，节俭了本就左支右绌的项目经费，解决了高度轴系驱动的手艺问题。
“LAMOST MA机架采取了液压轴承、磨擦驱动、计较机全主动节制等手艺，是国内布局尺寸最年夜、精度最高的地平式双轴跟踪机架。”顾伯忠称，他是一边进修年夜型光学千里镜的进步前辈手艺，一边测验考试用所学的常识解决碰到的各种手艺和工艺困难。
终究，LAMOST MA机架各项手艺指标均到达设计要求，开云体育app其首要手艺指标指向精度优在5角秒，跟踪精度优在0.34角秒，跟星实测跟踪精度到达了0.1角秒的超高精度，与国外8-10米千里镜相当。
多年后，顾伯忠回想起LAMOST MA机架的研制进程，仍然记忆犹心——2003年头完成设计并投入出产、2004年4月从武汉运抵南京最先装配调试、2004年11月完成机械布局的装配调试、2005年5月完成电机粗联调工作、2005年9月运抵兴盛不雅测基地、2006年8月完成现场安装和调试。
顾伯忠暗示，MA机架是南京天光所承接的LAMOST项目中第一个出所前去台址装调的部件，这项工作功效同样成为LAMOST项目扶植中的第一个里程碑。
同期承接两个千里镜项目
这些年来，在云南省澄江市抚仙湖畔，天天迎着太阳升起来的标的目的，一架位在楼顶的千里镜远就会“开窗”工作。这扇“窗”来自中国科学院云南天文台一米红外太阳千里镜。
2002年，在LAMOST项目MA机架的研制工作最重要的时辰，顾伯忠还作为项目组长承接了“973”子项目——云南天文台一米红外太阳千里镜光机主体的研制使命。
为了不影响LAMOST项目标工作，接下使命的顾伯忠只能牺牲本身的歇息时候来研究设计太阳千里镜。
“那时碰到的最年夜坚苦是天天都需要在两个判然不同的千里镜项目中往返切换思惟。”顾伯忠白日要斟酌LAMOST项目中的手艺问题，而夜晚则要转而思虑若何解决一米太阳千里镜中的手艺问题。
在一米太阳千里镜研制中，顾伯忠提出逆向抵偿的手艺方案，解决了太阳千里镜在复杂温度情况下，主副镜位置的切确定位和连结困难。他还采取“钢带磨擦驱动立异手艺方案”成功实现了高精度跟踪驱动，并有用下降了千里镜研制本钱。
2010年，一米太阳千里镜在云南抚仙湖完成了现场安装调试。顾伯忠高傲地介绍，这台千里镜取得的太阳光球高分辩率图象到达今朝世界上太阳千里镜高分辩率成像的一流程度。该千里镜随后成为国际上三年夜太阳不雅测骨干装备之一，获得了丰富的不雅测功效。
据悉，一米红外千里镜可以在多个波段对太阳进行多种方针的不雅测，供给有关太阳勾当区布局的分层数据，对太阳勾当区磁场时空邃密布局和演变的研究有极为主要的意义，是我国用在研究太阳猛烈勾当和空间灾难气候的主要年夜型装备。
要害零部件必需实现国产化
多年介入天文千里镜的研制履历让顾伯忠意想到，要害零部件必需实现国产化。他罗列了一个中法国际合作项目俄罗斯莫斯科年夜学2.5米千里镜的研制例子。
那时，国际上的天文千里镜跟踪机架的驱动手艺成长很快，传统的千里镜传动有皮带传动、涡轮蜗杆传动、齿轮传动、磨擦传动等，这些传念头构各有特点，但都有一个共性的错误谬误，就是传动链的存在使得刚度下降；同时，传动误差的存在使得传动精度遭到限制，没法知足现代年夜口径天文千里镜愈来愈高的精度需要。
作为项目组长的顾伯忠决议在该千里镜中采取直接驱动手艺，那时国内还没有利用先例。让他下定决心的来由是：“直接驱动没用传动链，驱动刚度和驱动精度可以年夜幅度晋升，势必成为千里镜跟踪驱动的成长趋向。”
“在现实利用中，直接驱动手艺简直使得驱动刚度和驱动精度获得了年夜幅度晋升。”顾伯忠说，“我们边学边用，终究把握了直接驱动手艺，使轴系驱动精度上了一个新的台阶，弥补了国内千里镜跟踪驱动手艺的一项空白。”
别的，该千里镜的准直调剂需要对副镜进行空间五个自由度调剂，高精度五自由度或六自由度调剂机构是实现自动准直所必备的履行部件。
“那时国内没有知足该精度要求的产物，合作公司的货架产物也没法知足载荷要求，需要定制，虽然合作方保举了备选的国外订购公司，但那家公司在我们联系上不久后就破产了，我们只拿到了初步的设计方案。”顾伯忠回想道，“好在合同是按阶段付款，损掉不年夜，但这件事也提示我们，向国外公司定货的时辰，可能会呈现经费和时候的两重风险，本身可否把握焦点零部件的研制很要害。”
最后，顾伯忠提出合适千里镜副镜准直调剂需要，且易在实行、串并连系的五维活动机构手艺方案，在项目团队齐心协力攻关以后，成功完成了活动机构的研制，该活动机构不但可以知足这架千里镜的需要，还被推行最多架其它千里镜上利用。
顾伯忠认为：“天文学研究依托不雅测和数据，特别是第一手的不雅测数据很是主要。为了支持我国天文学研究，我们有责任致力在年夜型天文千里镜的研制，而且把要害焦点手艺紧紧把握在本身手中。”
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