一種太空反射式望遠(yuǎn)鏡用的充氣反射鏡的制作方法
【專利摘要】一種太空反射式望遠(yuǎn)鏡用的充氣反射鏡，主要包括：一反射層，為一聚光鏡，該聚光鏡的凹面的表面涂覆有反光層；一底層，為一透明膜；所述反射層的邊緣與底層的邊緣粘結(jié)形成一可充氣的氣囊；反射層的邊緣或底層的邊緣處設(shè)有一充放氣的閥門。本發(fā)明具有可折疊的優(yōu)點(diǎn)，從而獲得較小的體積，以利于火箭發(fā)射。到達(dá)太空后內(nèi)部充氣時(shí)，氣囊擴(kuò)展成一個(gè)月形氣囊，形成太空反射式望遠(yuǎn)鏡用的凹面反射鏡。本發(fā)明的特點(diǎn)是極大降低火箭發(fā)射中望遠(yuǎn)鏡所占體積和重量，使超大太空望遠(yuǎn)鏡成為可能。
【專利說明】一種太空反射式望遠(yuǎn)鏡用的充氣反射鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天文望遠(yuǎn)鏡制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種太空反射式望遠(yuǎn)鏡用的充氣反射鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]大型天文望遠(yuǎn)鏡的主鏡鏡片一般非常大。對(duì)透射式望遠(yuǎn)鏡來說，單鏡鏡片直徑已經(jīng)達(dá)到10米以上，總重量幾十噸甚至數(shù)百噸。直徑30-40米的也在籌備建造之中。
[0003]對(duì)于反射望遠(yuǎn)鏡來說，進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡中的光，因?yàn)椴煌高^鏡片本身，從而反射望遠(yuǎn)鏡對(duì)鏡片材料在光學(xué)性能上沒有特殊要求，可以采用重量輕的材料制作，并且由于無色差等優(yōu)點(diǎn)，因此大口徑的天文望遠(yuǎn)鏡多采用反射式。
[0004]但是反射物鏡的表面精度對(duì)光程的影響是雙倍的，如果僅由一個(gè)反射表面來成像，則此表面所需的精確度(垂直入射光)比單個(gè)折射表面的精確度要高四倍，因此對(duì)反射表面磨制的要求是很高的。為了消去球差，主鏡一般制成拋物面。但當(dāng)相對(duì)孔徑減小到1/12以下，主鏡可制作為球面。球面鏡的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，磨制比較容易，成本也相對(duì)低廉。在相對(duì)孔徑較大的系統(tǒng)，拋物面往往被采用作為口徑較大的物鏡。
[0005]由于物鏡與目鏡之比越大，放大倍率也越高，因此為了觀測(cè)極遠(yuǎn)距離的天體，天文望遠(yuǎn)鏡必須有極大的相對(duì)孔徑。為了避免大氣流動(dòng)干擾，最理想的就是讓望遠(yuǎn)鏡在太空工作。哈勃望遠(yuǎn)鏡就是典型實(shí)例。哈勃望遠(yuǎn)鏡是反射式望遠(yuǎn)鏡?？梢杂糜趶淖贤獾浇t外(115-1010nm)探測(cè)宇宙目標(biāo)，其通光口徑2.4m。重11噸，采用航天飛機(jī)發(fā)射。由于主鏡鏡片的體積非常大，重量非常重，其發(fā)射成本非常高。如果繼續(xù)增大口徑，則除了成本增加之夕卜，其加工工藝也難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種太空反射式望遠(yuǎn)鏡用的充氣反射鏡，以改進(jìn)公知技術(shù)中存在的缺陷。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的太空反射式望遠(yuǎn)鏡用的充氣反射鏡，主要包括:
[0008]—反射層，該鏡的內(nèi)凹表面涂覆有反光層；
[0009]一底層，為一透明膜；
[0010]所述反射層的邊緣與底層的邊緣粘結(jié)形成一可充氣的氣囊；
[0011 ] 反射層的邊緣或底層的邊緣處設(shè)有一充放氣的閥門。
[0012]所述的充氣反射鏡，其中，反光層采用塑料、橡膠或纖維膜制成。
[0013]所述的充氣反射鏡，其中，底膜可采用透明塑料、樹脂或纖維膜制成。
[0014]所述的充氣反射鏡，其中，反射層的邊緣與底層的邊緣通過一支撐邊相互連接為一可充氣的氣囊。
[0015]所述的充氣反射鏡，其中，支撐邊采用塑料、樹脂、橡膠、纖維或尼龍制成。
[0016]本發(fā)明提供的充氣式反射鏡，可以極大地減輕反射鏡的重量，降低了制備和發(fā)射成本；使太空工作的超大直徑反射天文望遠(yuǎn)鏡(如直徑100米以上的反射鏡望遠(yuǎn)鏡)成為可能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的充氣式反射鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖中:1是支撐邊；2是反射層；3是底層。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的充氣式反射鏡的結(jié)構(gòu)如圖1所示，反射層2是一聚光鏡，該聚光鏡的凹面的表面上采用化學(xué)鍍膜法涂覆有反光層。底層3是一透明膜，反射層2的邊緣與底層3的邊緣直接粘結(jié)而形成一半月形的氣囊。
[0020]反射層2的邊緣與底層3的邊緣也可以粘結(jié)在一可柔性好的環(huán)形支撐邊I上，本發(fā)明的支撐邊可以采用絲或條，或者是一個(gè)環(huán)形氣囊，以完成相互之間的粘結(jié)。
[0021]反射層2采用質(zhì)輕、柔性好、可折疊、強(qiáng)度高的材料制成，內(nèi)部表面涂高反光層；
[0022]底層3是一透明膜，由質(zhì)輕、柔性好、可折疊、透明度好，彈性小，強(qiáng)度高的材料制成。
[0023]本發(fā)明的充氣式反射鏡受環(huán)境氣壓、氣流、溫度變化影響大，因而穩(wěn)定性差。解決方法是:
[0024]1、穩(wěn)定環(huán)境氣壓、氣流、溫度，實(shí)際上在太空中這些條件相對(duì)穩(wěn)定得多。
[0025]2、抓拍，即在一定位置預(yù)設(shè)一標(biāo)準(zhǔn)物，把實(shí)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)物成像與標(biāo)準(zhǔn)像比較，在二者誤差達(dá)到允許范圍時(shí)，用自動(dòng)技術(shù)立即拍照。
[0026]3、綜合運(yùn)用上述二種措施。
[0027]上述三個(gè)部分氣密封粘合在一起，構(gòu)成一個(gè)氣囊。在火箭發(fā)射時(shí)，它處于折疊狀態(tài)，以獲得最小占用空間。升空到預(yù)定位置時(shí)向氣囊內(nèi)充氣，使氣囊擴(kuò)展成一個(gè)半月型，其內(nèi)表面就成為一個(gè)反射鏡。
[0028]為了獲得低球差成像，反射層要制備成拋物面，這可以用類似吹制玻璃瓶那樣的方法在特定模具中吹制獲得。同時(shí)為向氣囊內(nèi)充氣，在反射層的邊緣或底層的邊緣處設(shè)有一充放氣的閥門。
[0029]實(shí)施例1
[0030]如圖1所示，其中反射層2和透明底層3的邊緣黏貼成的直徑為2毫米的邊；2是一個(gè)直徑0.5米的反射層，由高強(qiáng)度柔性好的塑料制成，可以先在模具中吹制成一個(gè)焦距4米的拋物鏡面，厚度為I毫米，凹面的內(nèi)表面用化學(xué)鍍膜法涂一層0.5微米的金膜；3是厚度為2毫米的透明底層，由透明度好、柔性、可折疊的塑料制成。反射膜2與底層3氣密封粘結(jié)于支撐邊I上。整個(gè)充氣式反射鏡在氣囊內(nèi)低氣壓時(shí)可以折疊，當(dāng)氣囊內(nèi)氣壓達(dá)到預(yù)定之時(shí)，就擴(kuò)張成一個(gè)反射鏡。實(shí)驗(yàn)證明此反射鏡在環(huán)境氣流和溫度穩(wěn)定時(shí)可以成像，用抓拍技術(shù)可以獲得很好的像。
[0031]實(shí)施例2
[0032]如圖1所示，其中I是直徑3毫米的高強(qiáng)度尼龍條制成的支撐邊。反射層2的直徑為2米，是由高強(qiáng)度柔性好的塑料制成，在模具中吹制成一個(gè)焦距25米的拋物面，厚度為0.5毫米，其內(nèi)表面用化學(xué)鍍膜法涂一層0.5微米的鋁膜。透明底層3的厚度為3毫米，由透明度好、柔性、可折疊的塑料制成。整個(gè)充氣式反射鏡在氣囊內(nèi)低氣壓時(shí)可以折疊，當(dāng)氣囊內(nèi)氣壓達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)，擴(kuò)張成一個(gè)反射鏡。實(shí)驗(yàn)證明此反射鏡在環(huán)境氣流和溫度穩(wěn)定時(shí)可以成像，用抓拍技術(shù)可以獲得很好的像。
【權(quán)利要求】
1.一種太空反射式望遠(yuǎn)鏡用的充氣反射鏡，主要包括: 一反射層，為凹面反射鏡，其表面涂覆有反光膜層； 一底層，為一透明膜； 所述反射層的邊緣與底層的邊緣粘結(jié)形成一可充氣的氣囊； 反射層的邊緣或底層的邊緣處設(shè)有一充放氣的閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣反射鏡，其中，反射層采用塑料、橡膠或纖維膜制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣反射鏡，其中，反射層表面涂有高反射率的反光層。反光層可以是金、銀或多層介質(zhì)膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣反射鏡，其中，底膜可采用透明塑料、樹脂或纖維膜制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣反射鏡，其中，反射層的邊緣與底層的邊緣通過一支撐邊相互連接為一可充氣的氣囊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣反射鏡，其中，支撐邊采用塑料、樹脂、橡膠、纖維或尼龍制成。
【文檔編號(hào)】G02B5/08GK103777260SQ201210417626
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】周岳亮, 石洪菲, 王燦, 何萌, 呂惠賓, 楊國楨 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院物理研究所