[科普中国]-LMT大型毫米波望远镜

简介

LMT大型毫米波望远镜（以下简称LMT）是世界上最大的单孔径可控毫米波望远镜，设计用于进行0.85–4mm波段的天文观测。该项目由墨西哥和美国联合实施，望远镜设置在墨西哥塞拉利昂内格拉火山（Volcán Sierra Negra），海拔在4600米以上。2

设计特点LMT为口径50m的毫米波射电望远镜，望远镜及其内部的32m口径主反射镜面均是可操作的。这种设置允许对整个系统（包括所有的科学仪器）进行调试。 2011年，LMT分别使用红移搜索接收机（RSR）和AzTEC在3 mm和1.1 mm波段进行了一系列成功的初步观测。

整个50m口径主反射镜面由布置在5个同心环中的180个镜面单元组成，其中84个镜面单元目前安装在内部的三个环中，提供一个32 m的孔径。每个镜面单元由8个Media Lario Technologies制造的精密电成形镍子面板组成（在结构上与Media Lario Technologies为欧洲ALMA天线提供的面板类似），子面板对准并附接到支撑结构以产生单个表面段。每个单元均连接到天线背部结构并且经由致动器对准，以提供LMT的主动抛物面主反射器。通过主动镜面的连续校正来补偿的天线的重力变形。2013年春，为进行初始的天文测试和第一次早期科学观测（ES1），使用了地球同步卫星12 GHz的全息测量，令反射面始终保持61度的单一仰角。2013年秋，主动主镜面安装并调试完成，可实现宽仰角范围（20~85度）内角度的最优稳定调节。50m口径主动主镜面将与2017安装和调试完成。

LMT是一个弯曲的卡塞格伦光学系统（bent Cassegrain optical system），包括具有2.5米直径的副反射镜和位于望远镜仰角轴上的平面三级反射镜。副反射镜是具有30微米均方根的铝反射镜，并通过能够调节焦点、横向偏移和倾斜的主动六脚足附接到望远镜。三级反射镜能跟踪望远镜的仰角，并将光束传送到接收器上。

使用安装在天线上的光学望远镜，使计算望远镜底座的指向和跟踪行为成为可能。测量结果表明跟踪精度远低于1弧秒，而绝对的定点观测则具有3弧秒的均方根误差。光学照相机表明，来自附近源的偏移指向的均方根值明显更好，并接近1弧秒的均方根要求。

LMT的望远镜控制系统已经研发了一段时间，最后几年中还在FCRAO 14m口径的望远镜上投入使用，这个早期测试在我们首次使用LMT时被证明是非常有用的。LMT的数据收集系统是在14m望远镜的设计经验的基础上进行研发的新软件组件。这个新系统已经成功地在测试仪器（光学相机和全息系统）和2个初始科学仪器（AzTEC和红移搜索接收器）上成功应用。3

科学目标LMT的主要科学目标是探究天体结构形成和演化的物理过程，具体来说，LMT可以调查各种对象，比如彗星和行星大气的构成、太阳系外行星的形成和恒星的演化、星系和星团和大规模分布的分层生长以及宇宙微波背景辐射的各向异性。4