摘要：中国科学技术大学-中国科学院紫金山天文台2.5米大视场巡天望远镜(即墨子巡天望远镜,WFST)是中国科学技术大学“双一流”学科平台建设项目,双方于2018年3月1日召开望远镜项目预研启动会,2019年7月正式开展望远镜建设,2023年8月望远镜建成并开展调试观测,2023年9月17日望远镜首光仪式暨科学战略研讨会召开,并成功发布仙女座星系图片,标志着望远镜设备基本达到设计标准,已经可以开展天文观测研究。墨子巡天望远镜口径2.5米,采用国际先进的主焦光学系统设计和主镜主动光学矫正技术,可实现3度视场范围内均匀高像质和极低像场畸变成像,配备7.65亿像素大靶面主焦相机,具备大视场、高像质、宽波段的特点。墨子巡天望远镜安置于青海省海西州茫崖市冷湖镇赛什腾山海拔4200米的天文台址,是冷湖天文观测基地首个投入运行并开展天文观测研究的大型设备。墨子巡天望远镜通过获取天体高精度位置和多波段亮度观测数据,监测移动天体和光变天体,高效搜寻和监测天文动态事件,可以在高能时域天文、太阳系天体普查、银河系结构和近场宇宙学等研究领域取得突破性原始创新成果。同时,墨子巡天望远镜将面向国家航天强国战略,开展太阳系近地天体等搜寻与监测研究,服务航天安全和深空探测战略需求。

摘要：零差混频系统(Homodyne mixing system)对太赫兹超导动态电感探测器(Kinetic inductance detectors,KIDs)性能表征具有重要的作用。然而,零差混频系统仍存在混频器不平衡性、测量系统集成、干扰信号等问题。作者设计新型的单通道零差混频硬件系统,结合软件算法实现了测量系统的集成化、IQ混频器不平衡性校准、KID的性能表征;同时实现了在VNA(vector network analyzer)CW模式下的KIDs噪声测量;以及基于自相关算法的双通道零差混频硬件电路设计,有效地抑制了干扰信号。值得注意的是,这些研究成果被应用于表征KIDs性能,对KIDs阵列设计起到了重要的作用。

摘要：硬X射线成像仪(Hard X-ray Imager,HXI)是先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory,ASO-S)的3大载荷之一,其中量能器作为其重要组成部分,承担着观测30–200 keV能段的太阳硬X射线的任务.在卫星发射之前,需要开展大量的测试工作,以确保HXI量能器的各项功能和性能满足设计需求.HXI量能器通道数众多,内含99个溴化镧探测器,分别由8块相同的前端电子学板控制.除了对各个通道的性能进行测试外,地检系统还需模拟量能器在轨面对不同太阳活动时的运行情况,对量能器进行全面完备的测试.此外,地检系统还需足够稳定,能满足量能器在单机测试、环境试验、热真空与振动等多个不同测试项目的长时间测试需求.为此,设计了地检板与上位机软件,结合放射源、直流电源、高压模块等组成一套HXI量能器的地检系统,对8块前端电子学板实现同步配置与管理,能高效完成指令发送与数据接收,满足量能器最大数据输出带宽400 Mbps的需求.利用该系统,在地面完成了HXI量能器的功能、性能验证,获得了量能器的线性、死时间、能量分辨率等各项性能指标,为HXI量能器的在轨高性能运行提供了保障.

摘要：南极天文望远镜控制软件是望远镜软件系统的重要组成部分,是控制计算机在望远镜用户层和设备层之间运行的关键技术。对于用户层,控制软件需具备全自动观测的交互接口、卫星通信条件下的远程访问和故障诊断等功能;对于设备层,控制软件不但要完成对天体目标的精确指向和精密跟踪、计算并补偿系统误差和控制关键部件以达到目标像质,而且需实现对电源分配系统、除霜及加热系统的控制、设备及环境信息的采集和监测等。相比于普通台址,在南极大陆运行的光学天文望远镜有其独特的特点,控制软件需进行特殊设计。本文重点从操作系统选择、远程建立望远镜指向误差修正模型方法、全自动观测软件接口、卫星通信及远程运维、望远镜实时状态监测和故障诊断等方面探讨了南极天文光学望远镜控制软件的关键技术和设计原则,并展望未来技术的发展,为南极天文望远镜的研制和控制系统研发提供技术储备。

摘要：基于超环面变线距(TVLS)光栅设计太阳短波极紫外的双波段成像光谱仪,光谱仪系统采用非罗兰圆的光栅工作结构,不需要光谱的扫描或探测器的位移即可同时获得17~21 nm和28~32 nm两个波段的高空间、高光谱分辨和大瞬时狭缝视场的消像散光谱成像。基于蒙特卡罗统计模拟方法对太阳短波极紫外双波段成像光谱仪的最优模型开展光线追迹仿真实验,仿真结果表明其空间分辨率优于1″,光谱分辨率优于0.0055 nm,所设计的成像光谱仪具有良好的光栅像差校正效果,其光谱成像性能接近衍射极限。为我国未来的太阳极紫外光谱成像仪器的发展研制提供重要的理论意义,为我国未来的太阳空间探测任务的型号遴选提供重要的参考价值。

摘要：小行星是太阳系中广泛分布的金属或岩石天体,直径从米级跨越到几百公里.它们蕴含了太阳系早期的信息,同时也可能会与地球轨道相交且撞击地球,因此研究小行星的物理参数、物质成分和表面性质对于了解太阳系行星的形成演化和近地天体防御具有重要意义.以国际小行星中心(Minor Planet Center,MPC)获取直径D<160 m的小尺寸近地小行星共67颗作为研究对象,其中包含部分潜在威胁小行星(Potentially Hazardous Asteroids,PHA).基于NEATM(Near-Earth Asteroid Thermal Model),使用广域红外巡天望远镜(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)的观测数据,利用反射光模型对太阳反射光进行了修正,使用动力学模型计算WISE观测历元的小行星轨道数据,计算了这67颗小尺寸近地小行星的直径和反照率.拟合过程采用马尔科夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)方法,与WISE的研究结果和MPC的数据进行了比较分析,给出了其分类特征.研究为小行星的观测和理论提供了有力的支持,可以更好地了解近地小行星的特征和演化.

摘要：自触发射电阵列的设计是宇宙线大气簇射的射电探测所面临的机遇和难题之一,例如由背景源产生高振幅的瞬时噪声会导致射电阵列的误触发,而阵列设计需要避免由噪声导致的误触发.大气簇射射电信号独有的偏振特征为解决阵列的误触发问题提供了解决方案,而利用信号偏振特征解决阵列误触发的方法的前提是射电信号的电场重建.由于背景噪声也会通过天线响应耦合到最终的观测数据中,这对正确重建射电信号的电场构成不可忽视的挑战.基于GRAND(Giant Radio Array for Neutrino Detection)验证阵列GP300(GRAND-Proto 300)的样机,结合模拟软件ZHAireS(ZHS AIR-shower Extended Simulations)模拟大气簇射产生的射电信号,耦合三极化天线的真实响应并使用最小二乘法重建电场,研究了射电信号的偏振特性,最终统计了以偏振为基础的天线的触发效率.

摘要：先进天基太阳天文台卫星(Advanced Space-based Solar Observatory,ASO-S)是我国科学家提出的专用于观测太阳的科学卫星。硬X射线成像仪(Hard X-ray Imager,HXI)是ASO-S的三个科学载荷之一,HXI的量能器由99个溴化镧晶体-光电倍增管探测单元构成。量能器的前端电子学采用了一种型号为IDE3381的高集成度电荷测量ASIC(Application-specific Integrated Circuit),利用它在空间和功率受限的卫星平台上实现了对99路探测单元信号的处理。为了评估IDE3381在空间辐射环境中的抗辐照性能,设计了一套自动化测试系统,用重离子束流和^(60)Coγ源分别进行了单粒子效应(包括单粒子翻转和单粒子闩锁)和总剂量辐照效应试验。测试结果表明:ASIC IDE3381的抗辐照性能满足HXI飞行件的要求。

摘要：综述天文学研究极致追求下单口径射电望远镜天线结构技术发展历史.更大的口径、更高的精度、更大的带宽,是射电望远镜一直以来的追求.早期大型射电望远镜受制于重力、温度、风等自然因素对望远镜的影响和当时的技术水平,只能在较低的工作频段进行观测.自Von Hoerner提出保型设计,射电望远镜在结构设计上突破了重力极限,在与以前望远镜同等条件下能实现更大口径和更高精度,这使得射电观测波段往更短的方向扩展.随着天文科学面向更短波段的毫米波和亚毫米波观测,仅通过结构保型设计的望远镜已无法满足需求,天线保护罩、主动面控制等手段应运而生.当前大型亚毫米波望远镜已成为国际天文界的迫切需求,即使上述手段发挥到了极限也无法达到其指标要求,因此必须在方法与技术上进行大的革新.

摘要：大视场、高灵敏度、高分辨、宽带信号接收以及多偏振成份接收等,是银河系毫米波分子谱线巡天不断追求的目标.从一氧化碳(CO)多谱线巡天的最新进展出发,归纳了未来银河系大尺度分子巡天可着重瞄准的几个前沿科学目标,包括广域弱发射区的探查、分子云内部结构的多探针成像以及银河系大尺度气体结构与物质循环调查等.介绍3毫米波段新一代多波束接收系统的一套概念设计.结合最新的技术预研,给出实现该方案的技术要点.新一代多波束接收系统的概念设计瞄准了100波束的接收规模,众多谱线以及双偏振成份的接收能力.在继承边带分离混频原理的基础上,基于新近发展的超导混频器集成电路,实现双偏振接收的新模式.在多谱线信号接收的基础上扩大每个信号边带至8 GHz从而同时接收众多谱线.参照已有的技术基础和近期预研的进展,本概念设计方案完全可以实现.与现有毫米波多波束接收设备相比,新一代毫米波多波束接收系统的综合接收能力预计将提升89-178倍.该设计将为毫米波多波束接收能力再次实现变革性的飞跃提供可能.