中国科学院南京天文光学技术研究所机构知识库

1993 年在日本京都召开的第24 届国际无线电科学联合会全体大会上，包括中国在内的十国科学家联合提出了下一代大射电望远镜计划“LT”，后来改称为“SKA”（Square Kilometre Array） 。“FAST”（Five hundred meter ApertureSpherical Radio Telescope）是我国天文学家提出的一个单口径天线的“SKA”先导方案。
 

“FAST”500 米口径的主动主反射面是我国天文学家的一大创新，也是“FAST”的两大关键技术之一。主动反射面由约1800 块边长约为7.5 米的六边型单元球面块拼接而成的，单元块面板曲率为300m 球径,安装在一个可实时控制位置的三自由度机构上。每个单元球面块在望远镜跟踪过程中都必须准确地做由实时球面拟合抛物面的运动。考虑到FAST 单元球面块的大批量生产和保证较低的造价，必须使每个单元块的运动控制机构尽可能简单。为达到这一目标本论文创新地提出了“三杆模块姿态控制机构”。并对该机构进行了深入地研究。“三杆模块姿态控制机构” 可以使主动主反射面的每个单元块由三个促动器支撑，每个促动器又同时支撑三个单元块。这样提高了单元块的整体刚度，又使促动器的数量仅比单元块略多，达到了降低造价的目的。
 

单元球面块由面板、背架、补偿机构、促动器四大部分组成。论文对这几个部分进行了详细的研究，选用了球节点网架结构作为单元块的背架。按理论分析的结果实际设计制作一个1：3 的缩比模型单元块。通过模型实验实际测量的机构定位精度与重复精度满足可达到毫米级。最终验证了“三杆模块姿态控制机构”在单元球面块上使用的可行性。利用1：3 的缩比模型还进行了可靠性实验，为今后“FAST”大规模使用商品化的工业产品探索了道路。