由澳大利亚引进的1米望远镜是兴隆基地为数不多的一台地平式、卡塞格林系统望远镜。该望远镜有两个耐式焦点,其中一个焦点焦比为F/5,作为测光焦点,由原有的“单一改正镜/单光路成像”改造成为“三个改正镜/三波段(通道)同时成像”,因此扩展了1米望远镜的观测功能;另一个焦点的焦比为F/8,做量子通讯任务的观测,1米望远镜作为量子科学试验卫星的地面接收设备之一构成兴隆量子通信地面站,参与量子通讯科学研究工作。目前1米望远镜的光机电系统均正常工作,并满足课题的使用要求。表 1列出了1米望远镜的天文实测性能指标。
图 1 兴隆观测基地1米望远镜
表 1 1米望远镜的天文实测性能指标
指标 |
技术参数 |
||
g通道 |
r通道 |
i通道 |
|
望远镜口径(米) |
1 |
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观测焦点 |
耐氏焦点 |
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焦距(米) |
5 |
||
CCD视场(角分) |
19×19 |
18×17 |
9×9 |
探测能力(星等) |
16 |
16 |
14 |
探测器靶面 |
2,048×2,048 |
1,340×1,300 |
1,024×1,024 |
像元尺寸(微米) |
13.5×13.5 |
20×20 |
13×13 |
焦面比例尺(角秒/像元) |
0.56 |
0.83 |
0.54 |
滤光片系统 |
SDSS g' r' i' |
在科研方面,1米望远镜主要从事变源观测。此外,1米望远镜作为量子科学实验卫星重要通信地面站承担了多项测试实验和天地一体化实验任务,量子科学实验卫星墨子号是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。2016年8月16日凌晨墨子号发射成功后,卫星进入了在轨测试阶段。对全国布站的5个量子通信地面光学站而言,完成天地一体化实验的最大难度为星-地光路的对准,即要求卫星发射的光子准确到达预定的地面光学站,让天上的“针尖”对上地面的“麦芒”,而“针尖”始终处于高速飞行状态,能否实现“针尖对麦芒”的高精度天地对接是天地一体化实验的重要基础。
2016年8月21日凌晨,兴隆基地1米望远镜首次利用星载宽信标光成功跟踪捕获了墨子号,墨子号直接进入量子终端精视场(1′),跟踪稳定。
8月26日凌晨,星载开启窄信标光(能量更高、发散角更小),兴隆地面站成功实现了天地实时对接,并接收到850nm的通信信号,是5个地面量子通信站中首个完成对接测试实验的地面站。8月27日凌晨,再度成功进行了天地对接验证,兴隆地面站已经初步具备星地对接实验条件。随着墨子号各项实验的完成,将有大量高水平科研论文产出。
图 2 兴隆1米望远镜与墨子天地对接轨迹(红色光为望远镜发射地面信标光,绿色光为星载窄信标光)