50个六足位移系统应用在ALMA最大地基望远镜阵列中

探索13亿光年

ALMA天文台的50座天线采用了PI的高精度六足位移台。在阿塔卡马沙漠的极端自然条件下,六足位移台将根据射电望远镜的大型主反射器调准副反射器。

ALMA(阿塔卡马大型毫米波阵列)天文台采用目前世界上最先进的望远镜;其天线接收毫米和次毫米波长的电磁辐射。ALMA提供的图像具有无可比拟的分辨率及敏感度.

ALMA不仅能洞察新星系、恒星及行星的诞生,还能深入探索13亿光年以外的早期宇宙中的星系。 ALMA对技术的要求极高:气压低、温差超过50°C、风力强、沙尘大、雨水多,这些都是海拔5000米地区所必须面临的考验。

六足位移台用于调准副反射器

在这些系统的实施过程中,PI运用其深厚的技术知识以及长期积累的微米和纳米定位技术经验。 为保证最佳光程,副反射器会均衡机械系统上的外界作用。为补偿天体旋转进行的天线跟踪、重力导致的望远镜组件弯曲、热反应或风载荷等现象,都可能导致出现偏差。 六自由度六足位移系统安装在副反射器后方,可实现次微米及弧秒级分辨率的六维定位。相比串联堆叠型多轴系统,这种定位系统的并联运动结构更紧凑、刚性更强,可产生相当大的共振频率。由于仅启用一个平台,因此移动的质量显著减小,从而改善了动力学性能,并使响应速度明显加快。 对于ALMA天线中的六足位移台,PI开发制造出了极其坚硬稳健的接头,能适应极端自然条件下的系统运行。六足位移台可精确调整副反射器的位置,精度达几毫米。

高性能控制器与高分辨率位置检测

数字控制器中用于六足位移台定位控制的组件均采用特殊设计,可适应更低的大气压力。

借助这项高性能数字控制技术,再配以六足位移台各支柱上的增量位置传感器和光参考传感器,PI为ALMA天文台打造出一套高分辨率测量与控制系统。

成功启动

在天文台投入运行前,PI利用Vertex Antennentechnik GmbH(一家通用动力公司)提供的ALMA VertexRSI测试天线对其定位系统进行了测试,验证了该系统的可靠性和准确性。智利阿塔卡马探路实验(APEX)(ALMA的技术前身)的射电望远镜同样也采用了这一高性能六轴定位系统。

迄今为止收集到的测量数据及由此推导的见解都极具科研价值,并且印证了射电望远镜及其精密组件的出众性能。

关于ALMA

ALMA是指Atacama Large Millimeter/submillimeter Array(阿塔卡马大型毫米及次毫米波阵列),坐落于北智利安地斯山脉阿塔卡马沙漠中的查南托高原。是由欧洲、北美、东亚及智利共和国合作开发的国际天文项目。欧洲专用天线的建设与运营由ESO(欧洲南方天文台)负责监控。2013年3月13日,ALMA正式投入运行。