高分辨率光譜儀與極大望遠鏡耦合問題分析

張 弛，朱永田，張 凱

（1.中國科學院 國家天文臺 南京天文光學技術研究所，江蘇 南京210042；

2.中國科學院 天文光學技術重點實驗室，江蘇 南京210042；3.中國科學院大學，北京100049）

引言

20世紀末，國際上已有十幾架地基8m～10m級光學／紅外望遠鏡研制成功并相繼投入天文觀測，這些望遠鏡無論在天文技術方面，還是在天文研究方面都取得了巨大成就，從此奠定了人類研制更大望遠鏡的信心和基礎。天文學的發展需要建造更大口徑的望遠鏡，現有望遠鏡的集光能力（靈敏度）和空間分辨率無法滿足探測更暗、更精細的宇宙天體的需求。當前，為解決重大的天文學問題，建造30m級巨型光學／紅外望遠鏡（統稱極大口徑望遠鏡）已成為國際天文學界的共識。目前，全世界提出了多個極大口徑望遠鏡方案，其中3個已經立項和進入設計階段或制造階段，即美國的巨型麥哲倫望遠鏡（giant magellan telescope，簡 稱 GMT）［1］、30m 望 遠 鏡 （thirty meter telescope，簡稱 TMT）［2］和歐洲39m 巨型望遠鏡（european extremely large telescope，簡稱E-ELT）［3］。這3架極大望遠鏡將在2020年前后建成，成為未來20年地面天文光學觀測設備中的“巨無霸”。與此同時，中國科學院南京天文光學技術研究所的研究小組也開展了對中國未來30m級極大口徑望遠鏡（Chinese future giant telelscope，簡稱CFGT）的研究［4］。CFGT望遠鏡主鏡口徑30m，扇形子鏡拼接，主焦比f／1.2，包括2個耐氏系統、1個卡塞格林系統、多個折軸系統。開展了子鏡的共相主動拼接與控制，批量非圓形離軸非球面子鏡鏡面磨制，大口徑自適應光學等關鍵技術的預先研究。30m級望遠鏡的集光能力將是8m～10m級望遠鏡的10倍，空間分辨率將是哈勃空間望遠鏡（Hubble space telescope）的12倍，相信極大口徑望遠鏡的研制成功將會解決一系列重大天文科學難題。……