LMT大型毫米波望遠鏡

LMT大型毫米波望遠鏡

LMT大型毫米波望遠鏡(Large millimeter Telescope,縮寫為LMT)是美國和墨西哥聯合建設的45m的大口徑毫米波望遠鏡 。

簡介

LMT大型毫米波望遠鏡(以下簡稱LMT)是世界上最大的單孔徑可控毫米波望遠鏡,設計用於進行0.85–4mm波段的天文觀測。該項目由墨西哥和美國聯合實施,望遠鏡設定在墨西哥獅子山內格拉火山(Volcán Sierra Negra),海拔在4600米以上。

設計特點

LMT為口徑50m的毫米波射電望遠鏡,望遠鏡及其內部的32m口徑主反射鏡面均是可操作的。這種設定允許對整個系統(包括所有的科學儀器)進行調試。 2011年,LMT分別使用紅移搜尋接收機(RSR)和AzTEC在3 mm和1.1 mm波段進行了一系列成功的初步觀測。

整個50m口徑主反射鏡面由布置在5個同心環中的180個鏡面單元組成,其中84個鏡面單元目前安裝在內部的三個環中,提供一個32 m的孔徑。每個鏡面單元由8個Media Lario Technologies製造的精密電成形鎳子面板組成(在結構上與Media Lario Technologies為歐洲ALMA天線提供的面板類似),子面板對準並附接到支撐結構以產生單個表面段。每個單元均連線到天線背部結構並且經由致動器對準,以提供LMT的主動拋物面主反射器。通過主動鏡面的連續校正來補償的天線的重力變形。2013年春,為進行初始的天文測試和第一次早期科學觀測(ES1),使用了地球同步衛星12 GHz的全息測量,令反射面始終保持61度的單一仰角。2013年秋,主動主鏡面安裝並調試完成,可實現寬仰角範圍(20~85度)內角度的最優穩定調節。50m口徑主動主鏡面將與2017安裝和調試完成。

LMT是一個彎曲的卡塞格倫光學系統(bent Cassegrain optical system),包括具有2.5米直徑的副反射鏡和位於望遠鏡仰角軸上的平面三級反射鏡。副反射鏡是具有30微米均方根的鋁反射鏡,並通過能夠調節焦點、橫向偏移和傾斜的主動六腳足附接到望遠鏡。三級反射鏡能跟蹤望遠鏡的仰角,並將光束傳送到接收器上。

使用安裝在天線上的光學望遠鏡,使計算望遠鏡底座的指向和跟蹤行為成為可能。測量結果表明跟蹤精度遠低於1弧秒,而絕對的定點觀測則具有3弧秒的均方根誤差。光學照相機表明,來自附近源的偏移指向的均方根值明顯更好,並接近1弧秒的均方根要求。

LMT的望遠鏡控制系統已經研發了一段時間,最後幾年中還在FCRAO 14m口徑的望遠鏡上投入使用,這個早期測試在我們首次使用LMT時被證明是非常有用的。LMT的數據收集系統是在14m望遠鏡的設計經驗的基礎上進行研發的新軟體組件。這個新系統已經成功地在測試儀器(光學相機和全息系統)和2個初始科學儀器(AzTEC和紅移搜尋接收器)上成功套用。

科學目標

LMT的主要科學目標是探究天體結構形成和演化的物理過程,具體來說,LMT可以調查各種對象,比如彗星和行星大氣的構成、太陽系外行星的形成和恆星的演化、星系和星團和大規模分布的分層生長以及宇宙微波背景輻射的各向異性。

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