Konstrukcja układu optycznego teleskopu zwierciadlanego klasy

POLITECHNIKA WARSZAWSKA
WYDZIAŁ MECHATRONIKI
INSTYTUT MIKROMECHANIKI I FOTONIKI
ORAZ
CENTRUM BADAŃ KOSMICZNYCH
POLSKIEJ AKADEMII NAUK
Autor: Łukasz Płatos
Nr albumu: 184651
Promotor: dr inż. M. Leśniewski
Konsultant: dr inż. M. Rataj
Rys.1 Schemat układu optycznego zaprojektowanego teleskopu oraz widok aksonometryczny
Kolejnym etapem pracy było opracowanie procedury justowania teleskopu. Układy typu TMA
Konstrukcja układu optycznego teleskopu zwierciadlanego klasy TMA
(Three Mirror Anastigmat)
Optical system design of a TMA (Three Mirror Anastigmat) class telescope
charakteryzują się bardzo wysokimi wymaganiami na dokładność pozycjonowania elementów
optycznych. Wykorzystując model laboratoryjny przetestowano różne metody justowania teleskopuoptyczne (w tym interferometryczne) oraz mechaniczne z wykorzystaniem współrzędnościowej maszyny
pomiarowej.
Celem pracy było opracowanie projektu układu optycznego teleskopu klasy TMA (Three Mirror
Anastigmat) dla systemów teledetekcyjnych mogących dokonywać pomiarów z pokładu samolotów
bezzałogowych lub z poziomu satelitarnego. Teleskopy trójzwierciadlane zdobywają obecnie coraz
większą popularność, szczególnie w systemach satelitarnych działających w szerokim zakresie
spektralnym. Ich charakterystyczną cechą jest wykorzystanie tylko pozaosiowego fragmentu pola
widzenia, co pozwala uniknąć zjawiska centralnego winietowania, oraz ograniczenie tego pola w jednym
wymiarze ze względu na skanujący tryb akwizycji obrazów. Korzyścią z takiego rozwiązania jest
szerokie pole widzenia w porównaniu z układami osiowosymetrycznymi oraz zwarta i lekka konstrukcja.
W ramach pracy rozważono charakterystyczne rozwiązania konstrukcyjne stosowane w teleskopach
TMA. Dokonano analizy technologii zwierciadeł asferycznych. Rozważono tolerancje wykonawcze oraz
justowanie układów zwierciadlanych. Na podstawie sformułowanych założeń opracowana została
konstrukcja optyczna teleskopu o ogniskowej 115mm i otworze względnym 1/3,1 (rys.1). Teleskop
składa się z dwóch pozaosiowych zwierciadeł asferycznych oraz jednego osiowosymetrycznego
zwierciadła sferycznego, stanowiącego przysłonę aperturową. Całkowite pole widzenia w poprzek
Rys.2 Model laboratoryjny teleskopu TMA
kierunku skanowania wynosi 12,6°. Konstrukcja mechaniczna modelu laboratoryjnego teleskopu została
Ponieważ konstrukcja optyczna teleskopu spełniła założenia, została zakwalifikowana jako rozwiązanie
zaprojektowana i wykonana w Centrum Badań Kosmicznych (rys.2).
modułu optyki wejściowej do budowy prototypu systemu spektralno- obrazującego.