МНОГОЗЕРКАЛЬНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ТЕЛЕСКОП С НЕЗАПОЛНЕННОЙ АПЕРТУРОЙ

© А.В.Багров, В.А.Леонов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и механика космического полета"
2015 г.

Конструируемые в настоящее время многозеркальные наземные телескопы состоят из нескольких зеркал равной кривизны поверхно-сти, жестко соединенных между собой так, что они образуют общую собирающую поверхность, и светоприемника, установленного в фо-кальной поверхности составного зеркала. Поскольку все элементы составного зеркала находятся на одной сферической (или параболической) поверхности, все зеркала формируют общее изображение источника света на светоприемнике (например, на телевизионной матрице). При этом площадь сбора света равна сумме площадей всех элементов составного зеркала, а разрешающая способность телескопа определяется диаметром составного зеркала и длиной волны света, в которой работает телескоп.

Вариантом многозеркального телескопа является неполное за-полнение зеркалами телескопа всей его апертуры. Площадь сбора света такого составного зеркала равна сумме площадей всех элементов составного зеркала, а разрешающая способность телескопа определяется внешним диаметром составного зеркала и длиной волны света, в которой работает телескоп.

Недостатком этих устройств является необходимость поддер-жания формы рабочей поверхности составного зеркала, элементы ко-торого связаны механическими конструкциями. Конструктивные эле-менты меняют свои размеры под действием тепловых подвижек и формируют сложную систему собственных колебаний, возбуждаемых подвижками регулировочных узлов телескопа. Механическая ферма, соединяющая зеркальные элементы составного зеркала многозеркаль-ного телескопа диаметром 50 м, должна быть термостабилизирована с точностью не хуже 0,03°С.

Предлагается многозеркальный телескоп, состоящий из отдель-ных зеркальных элементов, снабженных системами внутренней метро-логии и механизмами смещения, и светоприемника, который состоит из системы отдельных спутников, механически не связанных между собой. Все элементы составного многозеркального телескопа разме-щены на наноспутниках малой массы. Измерение взаимного положе-ния спутников проводится с точностью 0,1 λ, управляемое смещение поверхности зеркала относительно центра масс спутника составляет единицы нанометра, а сам комплекс составного многозеркального телескопа размещается в точке либрации L2 системы Земля–Луна.

Каждый космический аппарат, несущий зеркальный элемент, ориентируется с помощью датчиков ориентации и двигателей коррек-ции так, чтобы создаваемое зеркалом изображение попадало на свето-приемник. Зеркала с управляемой кривизной размещаются в простран-стве так, чтобы достичь синфазности всех изображений. Для этого используются системы внутренней и внешней метрологии и многоуровневая система пространственной ориентации микроспутников, точность которой обеспечивается на уровне 0,005 λ на время экспозиции.

Независимое управление отдельными зеркальными элементами составного зеркала позволяет гибко использовать ресурс телескопа, например, при наблюдениях ярких объектов использовать только часть зеркал, а остальные использовать для наблюдений других объектов (с другим светоприемником).