大天区面积多目标光纤光谱望远镜详细介绍(LAMOST)
大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)是一架横卧南北方向的中星仪式反射施密特望远镜。该项目由中国科学院院士王绶琯、苏定强为首的研究集体建议,得到了天文界广泛的支持,由中国科学院提出,经过反复论证,于1996年列为国家重大科学工程项目,1997年4月得到国家计委关于项目建议书的批复,1997年8月29日得到国家计委关于项目可行性研究报告的批复。
LAMOST工程分为七个子系统:光学系统;主动光学和支撑系统;机架和跟踪装置;望远镜控制系统;焦面仪器;圆顶;数据处理和计算机集成。望远镜将安放在中国科学院北京天文台兴隆观测站。投资2.35亿元人民币,建设周期7年,2004年底开光观测。建成后将作为国家设备,向全国天文界开放,并积极开展国际合作。
LAMOST是一架中星仪装置的卧式反射施密特望远镜。“中星仪”是指专门用于观测“过中天”(即天体东升西落的过程中在天穹上到达最高点)前后的天体的望远镜。因为天体过中天时在天穹上的位置最高,所受大气影响最小,所以中星仪装置很适合于成批观测过中天前后的天体,这正好能适应LAMOST计划既定的科学目标。中星仪式的望远镜主要是沿南北方向调节指向,东西方向则无须大动,故可为望远镜设计带来许多方便。采用中星仪装置有利于把施密特望远镜造成 “卧式”――镜身接近于横卧,这就允许把焦距做得很长。这样,焦面上成象质量好的范围就很大,从而可在焦面上安插几千根光纤,分别引出千个星象的光。
在这个反射施密特系统中,球面主镜距离球心40米,它由许多形状相同、切成六角形的小球面反光镜拼成,其总尺度为6.67×6.05米;作为“改正板”的4米反光镜位于球心,由全同的六角形小平面反光镜拼成,利用主动光学实时控制可使改正板镜面随时具备所需的形状。来自天体的光线首先射向这块“改正板”,然后再反射到作为主镜的球面反光镜上,并由它成象。转动改正板则可使望远镜实现1.5小时的过中天时段跟踪观测。在LAMOST中,置于焦面处的“光纤板”直径为1.8米,由基座上的“光纤板架”支承。从光纤板上引出的大批光纤通往“光纤板架”楼下的光谱室。采用卧式装置可使焦面光纤板架和光谱仪均保持不动,光纤束也基本上固定,故容许设置多台光谱仪同时工作,同时记录大批光谱,并保持稳定、牢靠,更换光纤板的操作也较简便。LAMOST的光谱室中拟安放8至10台光谱仪,可根据需要分别进行高、中、低分辩率的光谱观测。正因为在LAMOST技术方案中,最庞大的部件(口径6米的球面主镜)、最复杂的部分(焦面处的光纤板)。以及光谱仪组都固定在地面基座上,这就可以大大简化设计、加工,缩短制造周期,提高仪器的可靠性,同时造价也随之大为降低。
2007年5月28日的凌晨3点,正在调试中的国家重大科学工程项目“大天区面积多目标光纤光谱望远镜(简称LAMOST)喜获首条天体光谱。随着调试的进展,随后的两天LAMOST已不断地获得越来越多的天体光谱。LAMOST开始产出光谱,标志着其各个子系统(望远镜光学和主动光学、跟踪控制、光纤、光谱仪)已全部联通并达到要求的技术指标。