Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения РАН (КТИ НП СО РАН) создал систему мониторинга термодеформаций космического телескопа «Миллиметрон» («Спектр-М»). Рефлекторы антенн спутников, достигающие в диаметре пяти метров, должны сохранять идеальную форму в вакууме и при экстремальных температурах. Для измерения деформаций ученые применяют лазерный метод – цифровую спекл-интерферометрию.
Этот метод позволяет делать снимки поверхности с высокой скоростью, менее чем за одну микросекунду. Однако небольшие ошибки в настройках лазера могут негативно сказаться на точности и качестве получаемых изображений.
«В рамках нового проекта специалисты КТИ НП по заказу Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, разработали усовершенствованную оптическую схему, которая минимизирует эти ошибки. Первый этап работы уже завершен: создан и протестирован рабочий прототип устройства. На данный момент аналогов этой разработки в России нет. Международные аналоги требуют значительной адаптации для проведения подобных измерений с точки зрения оборудования, интерфейсов и программного обеспечения», – отмечают разработчики.
Зеркало телескопа будут испытывать в термовакуумной камере при температуре около -269 °C, где обычные измерительные приборы неэффективны. В таких условиях постоянный лазер работает как обогреватель, а вибрации мощных насосов «размывают» картинку.
Для точных измерений предложили использовать импульсный лазер с наносекундной длительностью. Это позволяет фиксировать деформации зеркала, избегая нагрева и тряски.
Испытания проводили на оптическом стенде с макетом лепестка телескопа. С одной стороны установили лазерную систему, рядом разместили сверхточный микрометр и двигатель для деформации макета. Микрометр фиксировал сдвиги, а лазер считывал изменения геометрии.
В ходе испытаний телескопа «Миллиметрон» получена точная карта деформаций поверхности. Эти данные позволят телескопу автоматически подстраивать зеркала и поддерживать форму в космосе. «Миллиметрон», проект Астрокосмического центра ФИАН РАН, – 10-метровый телескоп для исследований в миллиметровом и инфракрасном диапазонах.
Основное параболическое зеркало обсерватории будет включать 96 сегментов, способных к точной настройке. После развертывания в космосе эти сегменты начнут двигаться и корректировать форму рефлектора с невероятной точностью (отклонение от расчетной параболы не превысит 10 мкм). Реализация проекта запланирована к 2034-2035 годам.
Источник: interfax-russia.ru
распечатать статью
