背景

Wise天文臺是由以色列特拉維夫大學(xué) (Tel Aviv University) 擁有并運營(yíng)的天文研究機構。四十多年以來(lái)，該天文臺始終致力于支持天文學(xué)領(lǐng)域的前沿研究。它位于以色列的內蓋夫 (Negev) 沙漠中，距離最近的城鎮也有五公里；這種獨特的地理位置意味著(zhù)，這里的夜空全年大多數時(shí)間晴朗無(wú)云，并且遠離光污染的影響。憑借這些優(yōu)勢，該天文臺的一米口徑天文望遠鏡可以拍攝出高質(zhì)量的天文照片，為全世界各大天文學(xué)和天體物理學(xué)研究機構提供理想的研究素材。

特拉維夫大學(xué)的天文望遠鏡是全自動(dòng)操作的，并且配有超高分辨率的光譜儀，用于發(fā)現已知恒星周?chē)男滦行?。該望遠鏡安裝于1971年，自安裝之后，它的結構基本保持不變。但是其中的一些內部組件，
例如電機和軸承，尤其是位置反饋光柵，已經(jīng)逐漸接近設計使用壽命，而且研究人員也開(kāi)始注意到一些性能問(wèn)題。 

望遠鏡的運動(dòng)軸上裝有光柵，用于測量望遠鏡的移動(dòng)位置。天文臺的研究團隊發(fā)現，原來(lái)的光柵有時(shí)會(huì )提供錯誤的信息，導致軟件毫無(wú)預警地停止運行。因此，現場(chǎng)工程師最終決定更換光柵，并且開(kāi)始聯(lián)系光柵供應商報價(jià)。 

該研究團隊咨詢(xún)了其他天文臺的同行，并且對供應商進(jìn)行了在線(xiàn)審核，最終選擇與一家以色列的運動(dòng)
技術(shù)供應商Soulutions合作，這家公司同時(shí)還是雷尼紹光柵產(chǎn)品的授權經(jīng)銷(xiāo)商。 

挑戰 

“由于天體沿著(zhù)軌道不停運行，研究人員只有很小的機會(huì )窗口能拍攝特定星座的高質(zhì)量照片，所以我們必須快速完成升級工作，從而將停機時(shí)間降至最短，”Soulutions公司的雷尼紹光柵業(yè)務(wù)經(jīng)理Benny Naim解釋道。 

Naim先生繼續說(shuō)道：“我們詳細了解了天文望遠鏡的運動(dòng)方式，包括它的精度和速度要求，以確定新光柵的最佳安裝位置。綜合考慮以上因素，我們認為必須進(jìn)行定制設計?！?/span> 

“在為研究團隊提供解決方案建議時(shí)，我們還考慮了天文臺的地理位置，”Naim先生補充道?！霸谏衬?，氣溫日變化劇烈，白天仿佛盛夏，到了夜晚溫度卻降到零度以下。溫度變化會(huì )導致熱脹冷縮，進(jìn)而對金屬物體產(chǎn)生不利影響。因此，在設計用于將新光柵安裝到望遠鏡上的定制安裝支架時(shí)，我們必須考慮熱膨脹效應，以確保氣候狀況不會(huì )影響望遠鏡的精度?！?/span>

解決方案 

Soulutions團隊建議在望遠鏡上安裝兩個(gè)雷尼紹RESOLUTE?絕對式光柵。RESOLUTE系列能夠使
直線(xiàn)光柵系統在高達100 m/s的速度下實(shí)現1 nm分辨率，使圓光柵系統在高達36,000轉/分的速度下實(shí)現32位分辨率，這是世界上首款做到這一點(diǎn)的絕對式光柵。而且，RESOLUTE直線(xiàn)光柵系統的超低電子細分誤差 (SDE) 和抖動(dòng)使其從同類(lèi)光柵中脫穎而出。

該團隊還搭配了RTLA30-S直線(xiàn)柵尺。這是一款輕薄小巧的不銹鋼鋼帶柵尺，其安裝選項考慮到了基體熱膨脹的影響，又兼具鋼帶柵尺的便利性。雷尼紹光柵技術(shù)提供了無(wú)與倫比的堅固性、優(yōu)異的運動(dòng)控制性能、寬松的安裝公差、更高的位置穩定性，以及低至±40 nm的電子細分誤差，能夠實(shí)現平穩的速度
控制。 

“在首次造訪(fǎng)天文臺進(jìn)行現場(chǎng)調查之后，我們決定不從望遠鏡上拆下原來(lái)的光柵，因為這樣需要拆解整個(gè)望遠鏡，從而增加研究團隊的停工時(shí)間，”Naim先生說(shuō)道?！跋喾?，我們建議先斷開(kāi)舊光柵的連接，然后使用定制加工的機械支架安裝新光柵，這樣就能快速而高效地完成整個(gè)升級工作?！?/span> 

Soulutions團隊在天文臺進(jìn)行了兩次現場(chǎng)訪(fǎng)問(wèn)，并且在望遠鏡的每個(gè)運動(dòng)軸上都安裝了RESOLUTE直線(xiàn)光柵。橫滾軸控制望遠鏡的方向，用于觀(guān)測不同的天區；而俯仰軸控制物鏡和攝像機的左右運動(dòng)。 

“將光柵連接至望遠鏡的控制器之前，我們先使用雷尼紹的高級診斷工具 (ADTa-100) 測試了光柵的安裝效果，”Naim先生說(shuō)道。 

“我們使用軟件驗證了兩個(gè)光柵均可提供良好反饋，并且檢查了整個(gè)軸行程上的信號強度，從而確保了光柵能夠實(shí)現優(yōu)異的運動(dòng)控制性能。在確定安裝成功后，我們才將光柵系統與控制器相連?！?/span> 

ADTa-100可從RESOLUTE絕對式光柵中獲取全面的實(shí)時(shí)數據，并將這些信息顯示在A(yíng)DT View軟件的
用戶(hù)友好型界面上。它不僅可以在復雜安裝條件下報告光柵的性能，亦可輔助系統查錯，從而避免機器發(fā)生長(cháng)時(shí)間停機。 

結果 

“雷尼紹的先進(jìn)技術(shù)與Soulutions經(jīng)驗豐富的本地專(zhuān)家團隊強強聯(lián)手，幫助我們快速找到了最適合的解決方案，”Wise天文臺的Arie Blumenzweig表示。 

“望遠鏡的位置反饋子系統的精度、分辨率和可靠性均顯著(zhù)提升，性能煥然一新?，F在，我們正在研究如何進(jìn)一步改進(jìn)觀(guān)測方式，以充分利用新光柵系統的諸多功能?！?/span> 

Naim先生繼續說(shuō)道：“對于我們團隊而言，這個(gè)項目既特別又充滿(mǎn)挑戰，但同時(shí)也收獲頗豐。在運行了一個(gè)月之后，Wise天文臺的研究人員向我們反饋說(shuō)，新光柵系統的位置測量性能優(yōu)異，并且希望我們繼續升級天文臺的其他望遠鏡?？吹嚼啄峤B技術(shù)在天文學(xué)研究領(lǐng)域施展身手，我們感到非常激動(dòng)?！?/span> 

Wise天文臺簡(jiǎn)介 

Wise天文臺是專(zhuān)業(yè)的天文研究機構，由特拉維夫大學(xué)擁有并運營(yíng)。它位于內蓋夫沙漠的米茨佩拉蒙鎮 (Mitzpe Ramon) 附近，在特拉維夫以南約200 km的位置。這里部署有一架一米口徑的Ritchey-Chrétien天文望遠鏡，多臺小型自動(dòng)天文望遠鏡，以及多種用于地質(zhì)與大氣科學(xué)研究的專(zhuān)業(yè)儀器。 

關(guān)于雷尼紹

雷尼紹是世界領(lǐng)先的工程科技公司之一，在精密測量和醫療保健領(lǐng)域擁有專(zhuān)業(yè)技術(shù)。公司向眾多行業(yè)和領(lǐng)域提供產(chǎn)品和服務(wù) — 從飛機引擎、風(fēng)力渦輪發(fā)電機制造，到口腔和腦外科醫療設備等。此外，它
還在全球增材制造（也稱(chēng)3D打?。╊I(lǐng)域居領(lǐng)導地位，是一家設計和制造工業(yè)用增材制造設備（通過(guò)金屬粉末“打印”零件）的公司。 

雷尼紹集團目前在37個(gè)國家/地區設有79個(gè)分支機構，員工4,400人，其中2,500余名員工在英國本土
工作。公司的大部分研發(fā)和制造均在英國本土進(jìn)行，在截至2020年6月的2020財年，雷尼紹實(shí)現銷(xiāo)售
收入5.10億英鎊，其中94%來(lái)自出口業(yè)務(wù)。公司最大的市場(chǎng)為中國、美國、日本和德國。