ES2887824T3

ES2887824T3 - Telescopio que comprende un espejo secundario montado sobre palas ¿de araña? con un dispositivo anti-luz parásita

Info

Publication number: ES2887824T3
Application number: ES19214897T
Authority: ES
Inventors: François Laurent
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2039-12-10
Also published as: EP3671303A1; EP3671303B1; FR3090135A1

Abstract

Telescopio que comprende al menos un espejo primario (M1), un espejo secundario (M2), una estructura mecánica (S) y un conjunto de varias palas (1) idénticas que conectan la periferia del espejo secundario con dicha estructura mecánica, estando cada pala situada en un plano que comprende el eje óptico del espejo secundario, caracterizado porque cada pala (1) comprende al menos un tope plano (2) de la misma longitud (L) que la de la pala, dicho tope comprende un borde afilado (3) y es perpendicular a la pala, siendo la anchura (l) de dicho tope de al menos un orden de magnitud inferior a la altura (h) de la pala, siendo la relación entre la anchura del tope y la altura de la pala sustancialmente igual o mayor que la tangente del ángulo (a) correspondiente al campo del objeto del telescopio, la pala no comprende un revestimiento que absorba la luz.

Description

DESCRIPCIÓN

Telescopio que comprende un espejo secundario montado sobre palas “de araña” con un dispositivo anti-luz parásita El campo de la invención es el de los telescopios, más particularmente los telescopios espaciales, y más precisamente los telescopios espaciales anastigmáticos del tipo "Korsch" que tienen un obturador central.

La combinación óptica de un gran número de telescopios comprende un espejo primario M1 de grandes dimensiones y al menos un espejo secundario M2 de menores dimensiones. El espejo primario es cóncavo y el secundario es convexo. Esta combinación óptica se muestra en la figura 1. Los rayos procedentes de una fuente de luz se reflejan primero en el espejo primario M1, luego en el espejo secundario M2 y vuelven a la abertura central del espejo primario M1. En el caso de un telescopio Korsch, se reflejan en un tercer espejo que no aparece en la figura 1. El conjunto de los tres espejos forman una combinación óptica anastigmática. Los rayos de luz se muestran en líneas finas en esta figura 1. Por su naturaleza, el espejo M2 constituye un obturador central para los haces incidentes.

El rendimiento de un telescopio de este tipo depende en parte de la cantidad de luz parásita que llega al plano focal y que degrada la calidad de la imagen recibida.

La cantidad de luz parásita está relacionada con la elección de la estructura mecánica del telescopio y sus componentes. La estructura general de un telescopio espacial se muestra en la figura 2. El espejo M1 está situado en un banco óptico B que incluye, entre otros, los dispositivos de fotorrecepción y análisis de la imagen recibida. El conjunto también incluye una estructura metálica de celosía S, también conocida con el término anglosajón "truss". Consta de seis viguetas P, que se articulan dos a dos en un triángulo. Esta estructura metálica soporta un marco hexagonal rígido C. Éste es el soporte del espejo M2 y del sistema de enfoque asociado.

La fijación del espejo M2 a este marco C se realiza mediante tres palas metálicas 1 llamadas "palas de araña". Se muestran como áreas sombreadas en la Figura 2. Estas palas son perfiles planos de bajo espesor. La sección transversal de estas palas tiene sustancialmente la forma de un rectángulo alargado para reducir al máximo el viñeteado introducido en los haces de luz incidentes.

Sin embargo, las palas de araña están dispuestas en la trayectoria de los rayos de luz. La figura 3 muestra una pala de este tipo en vista de perfil. Cuando la radiación parásita Ri, que puede ser, por ejemplo, de la luz de origen solar o terrestre o procedente de cualquier otra fuente luminosa, incide sobre la pala, parte de esta luz incidente es dispersada por las palas de araña. La luz incidente y la luz dispersa se representan con flechas blancas en la figura 3. Si la incidencia de esta luz dispersa R^des tal que entra en el campo de visión del instrumento, entonces incide sobre el fotodetector dispuesto en el plano focal del telescopio. Esta luz dispersa aumenta la cantidad de luz parásita y, por tanto, degrada la calidad de las imágenes recibidas.

Para limitar este problema, las palas de araña tienen un tratamiento poco reflectante y absorbente. Estos tratamientos son, por ejemplo, pinturas negras o revestimientos de película fina. Sin embargo, a pesar de estos tratamientos, las palas de araña siguen siendo un importante contribuyente de luz parásita para los telescopios espaciales.

Las palas de araña convencionales se divulgan en los documentos GB 2 437 316, US 2014/267722, US 2011/176205, JP H0215227.

El telescopio según la invención no tiene las desventajas anteriores. La eliminación de la luz parásita se consigue mediante una cubierta mecánica. Por lo tanto, es de una calidad muy superior a las soluciones técnicas de la técnica anterior.

Más específicamente, la invención tiene por objeto un telescopio como se define en la reivindicación independiente 1.

Otras realizaciones se definen en las reivindicaciones independientes.

La invención se entenderá mejor y otras ventajas se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción no limitativa y de las figuras adjuntas, entre las que:

La figura 1 muestra la combinación óptica de un telescopio óptico con un obturador central;

La figura 2 muestra la estructura mecánica de un telescopio según la técnica anterior;

La figura 3 muestra la luz parásita generada por una pala de araña según la técnica anterior;

La figura 4 muestra una "pala de araña" soporte para el espejo secundario según la invención;

La figura 5 muestra una ampliación del tope mostrado en la figura 4;

La figura 6 muestra la luz parásita generada por una pala de araña según la invención.

El telescopio según la invención tiene una estructura optomecánica idéntica o similar a la del telescopio de la figura 1. Por lo tanto, comprende al menos un espejo primario M1, un espejo secundario M2, un banco óptico B que comprende los dispositivos de recepción y de análisis, una estructura mecánica de celosía S y un conjunto de varias palas idénticas 1 conocidas como "palas de araña" que conectan la periferia del espejo secundario con la parte superior de dicha estructura mecánica. En general, la estructura mecánica consta de tres palas de soporte. Como estas palas se colocan en los haces de luz, es ventajoso limitar su número. Por la misma razón, se disponen en planos paralelos a los haces incidentes para reducir lo más posible el viñeteado introducido en los haces.

Cada pala según la invención comprende al menos un tope. A modo de ejemplo no limitativo, la figura 4 muestra una vista en perspectiva de una pala 1 según la invención. Esta pala 1 tiene una longitud L y una altura h. Dispone de un tope 2 de poco espesor de la misma longitud que la pala. Este tope es perpendicular a la pala. Su anchura I es al menos un orden de magnitud menor que la altura de la pala, es decir, la anchura del tope es al menos diez veces menor que la altura de la pala. En la figura 4, por razones de claridad, el tope 2 se muestra con una anchura mayor que la real. Se pueden colocar diferentes topes en la misma pala a diferentes alturas.

La disposición más sencilla se muestra en la figura 4. La pala 1 y su tope 2 forman una L mayúscula. La base de la L está más cerca del espejo primario.

Se define un ángulo a cuya tangente es igual a la relación entre la anchura I del tope y la altura h de la pala, como se muestra en la figura 4.

Para dar un orden de magnitud, la anchura del tope no supera un milímetro.

Para evitar que el borde 3 del tope genere luz parásita, debe ser afilado o con forma de cuchilla de afeitar, como se muestra en la figura 5, que es una ampliación de la zona circular de la figura 4. En la figura 5, el tope tiene una sección transversal triangular. Son posibles otras formas para obtener un borde fino en el borde del tope.

El funcionamiento óptico de este tope se muestra en la figura 6. Cuando la pala 1 se ilumina con radiación parásita Rⁱcomo antes, la pala también dispersará esta luz. Pero toda la luz dispersa R^dcuya incidencia con respecto a la pala 1 es menor que el ángulo a es bloqueada por el tope 2. Si el valor del ángulo a es igual o mayor que el ángulo que define el campo óptico del instrumento, entonces la luz dispersa R^dque tiene una incidencia mayor que este ángulo a puede eventualmente entrar en el instrumento pero no puede alcanzar los órganos de fotorrecepción. Esto reduce considerablemente la cantidad de luz parásita y, por lo tanto, aumenta significativamente la calidad de la imagen.

Por lo tanto, la pala y su tope no requieren ningún tratamiento óptico especial, ya que el tratamiento de la luz parásita está vinculado a la geometría y la forma de la pala.

En cuanto a la realización, el tope puede fijarse a una pala existente o incorporarse a la pala en la fase de diseño. Las posiciones de las palas en la estructura del telescopio no cambian. La pérdida adicional de luz que entra en el instrumento debido a los topes es insignificante, dada su pequeña anchura.

Por lo tanto, la introducción de los topes no tiene un efecto significativo en el rendimiento intrínseco del telescopio. Las principales ventajas de este sistema son su sencillez de realización y su eficacia sobre la luz parásita. Además, las palas de araña ya no necesitan tener un tratamiento absorbente de la luz, lo que simplifica su producción.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Telescopio que comprende al menos un espejo primario (M1), un espejo secundario (M2), una estructura mecánica (S) y un conjunto de varias palas (1) idénticas que conectan la periferia del espejo secundario con dicha estructura mecánica, estando cada pala situada en un plano que comprende el eje óptico del espejo secundario, caracterizado porque cada pala (1) comprende al menos un tope plano (2) de la misma longitud (L) que la de la pala, dicho tope comprende un borde afilado (3) y es perpendicular a la pala, siendo la anchura (l) de dicho tope de al menos un orden de magnitud inferior a la altura (h) de la pala, siendo la relación entre la anchura del tope y la altura de la pala sustancialmente igual o mayor que la tangente del ángulo (a) correspondiente al campo del objeto del telescopio, la pala no comprende un revestimiento que absorba la luz.

2. Telescopio según la reivindicación 1, caracterizado porque la anchura del tope es menor o igual a 1 milímetro.

3. Telescopio según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pala y su tope forman una L mayúscula.

4. Telescopio según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el telescopio comprende tres palas dispuestas a 120 grados entre sí.

5. Telescopio según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espejo primario (M1) es cóncavo y el espejo secundario (M2) es convexo.