Development of a far-infrared interferometer for balloon observations

用于气球观测的远红外干涉仪的研制

• 批准号: 21H01127
• 负责人: 金田 英宏
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01127/
• 关键词: 宇宙干渉計; 遠赤外線; 気球観測

過去の気球干渉計実験では、観測現地での調整作業に時間がかかって、フライト機会を逃すという問題が発生していた。そこで、今年度は、フライト直前の現地調整を効率的に行えるように、既存の気球干渉計システムを用いて、干渉光学系の調整方式を確立し、そのための実証試験を行った。また、姿勢制御をより安定に行えるようなアルゴリズムの整備を進めた。実験環境の整備を行い、技術支援者を雇用して作業を進めた。具体的には、まず、基線長約5 mの干渉計の大型光学系を、望遠鏡構体の構造から決定される軸(仰角軸)に合わせて調整する方式を確立した。続いて、その軸に対して45度で交わるように、基線長を定義する平面鏡の角度を調整した。さらに、その軸と光学系の基本軸の直交点を精密に設け、その点を基準として1次平面鏡を左右均等に設置した。この調整方式の有効性を確認すべく、必要な調整機構を設計および製作を行い、実証試験を実施した。その結果、左右の平面鏡の角度、および、2つの軸の直交点の位置は、気球干渉計の観測に必要な精度を満足する小さな値になることが確認できた。また、左右の平面鏡の位置調整により、約5 mの基線長に対して光路差を十分高い精度で調整できることを示した。以上の光学調整方式の開発と並行して、2次平面鏡の5軸調整のための駆動機構の開発を始めた。この機構は次年度に完成させ、光学調整試験に組み込む予定である。

在过去的气球干涉仪实验中，存在由于在观测地点进行调整需要时间而错过飞行机会的问题。因此，今年我们利用现有的气球干涉仪系统建立了干涉光学系统的调整方法，并进行了演示测试，以便在飞行前进行高效的现场调整。我们还开发了一种算法，可以实现更稳定的姿态控制。他们准备了实验环境并聘请了技术支持来继续工作。具体来说，我们首先建立了一种将基线长度约为5 m的干涉仪大型光学系统调整到由望远镜结构确定的轴（仰角轴）的方法。接下来，调整定义基线长度的平面镜的角度，使其与该轴以 45 度相交。此外，我们在该轴与光学系统基轴之间建立了精确的正交点，并以此点为基准，将主平面镜均匀地安装在左右两侧。为了证实这种调节方法的有效性，我们设计并制造了必要的调节机构并进行了论证试验。结果证实，左右平面镜的角度和两轴正交点的位置足够小，足以满足气球干涉仪观测所需的精度。我们还表明，通过调整左右平面镜的位置，可以在基线长度约为 5 m 的情况下以足够高的精度调整光程差。在开发上述光学调整方法的同时，我们开始开发用于二次平面镜5轴调整的驱动机构。该机构预计明年完成，并纳入光学调整测试。