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致敬一支奋斗在3200米海拔的望远镜维护团队

——2019年丽江2.4米望远镜雨季卡焦维护侧记 

2019-09-03  |  作者:  |  【  】 【打印】 【关闭

  丽江2.4米望远镜坐落于丽江市玉龙县太安乡高美古村的中国科学院云南天文台丽江天文观测站,该站海拔3200米,地处高寒山区,大气洁净透明,夜间几乎无灯光污染,是全国最好的天文观测基地之一。在极端环境下,望远镜从硬件到软件都会发生故障。该站的运维团队经受缺氧、低气压和严寒的考验,不分昼夜坚守岗位11年有余,保证了国内外天文学家每年2000多个小时的观测需求。丽江2.4米望远镜在为天文科学发展做出越来越多贡献的同时,也面临着硬件老化引起的各种高风险故障,随之也给运维团队带来新的挑战。

  高度、方位和卡焦轴是地平式望远镜精确跟踪天体的三个转动轴。2017年11月5日,卡焦轴驱动力矩达到上限而发生卡焦消旋警报,运维团队进行了大量测试,但无法重现故障。随后的观测季期间,平均每个月都会发生两次此故障。2018年,为了解决卡焦故障,运维团队主要从电控和机械方面依次展开了近一年的排查,但仍然没有发现具体问题。只是观测值班人员从观测上发现少数目标特别频繁地出现卡焦轴力矩达到上限并警报。

  卡焦轴故障逐渐成为了困扰运维团队的技术难题。2019年春季,此故障多次发生且已经影响到了正常观测。2019年5月29日,夜天文观测值班的工作人员统计分析近期发生卡焦故障的观测数据,发现发生卡焦消旋故障的观测目标的纬度都在26度附近,并集中发生在后半夜。同期,高级工程师伦宝利在开发和测试望远镜卡焦轴驱动程序时发现,望远镜跟踪天体发生卡焦故障时,望远镜的卡焦消旋速度都非常小。运维团队根据这些规律开展一系列测试,发现当望远镜跟踪天体的卡焦消旋速度低于1角秒/秒时,卡焦轴力矩容易达到上限并报警,而当消旋速度大于3角秒/秒则不会发生卡焦故障。最终确认卡焦无法正常跟踪天体的原因是电机或者减速箱的机械故障。

  经过组内充分讨论并与国外利物浦望远镜的运维工程师沟通后,确定了2019年雨季彻底排查和解决卡焦故障的方案。经过一系列准备工作,丽江站于2019年8月1日拆下望远镜卡焦及所有终端设备,经过详细排查,发现望远镜消旋轴M2电机的谐波减速箱老化,使得电机在极低消旋速度下工作时阻力过大,以至于M2电机的驱动力无法满足驱动要求从而引起力矩过大警报。运维团队更换M1、M2电机减速箱,并于8月4日装回卡焦及所有终端设备。经过半个多月的测试,确定卡焦故障终于解决。

  参与此次卡焦维护的人员中85%是科研二支部的党员,在维护过程中大家不忘初心,齐心协力,发扬吃苦耐劳的精神,经过连续四个日夜的攻坚克难,提前完成了卡焦的抢修任务。在观测季即将来临之前,工期的大幅度缩减,充分保证了后续多个晴天夜的测试工作。丽江2.4米望远镜卡焦的拆装和故障排查,给运维团队再一次积累了实战经验,为下一步升级和开发望远镜观测系统储备了知识和技能。

望远镜运维团队在维修现场

 
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