空间大口径反射镜及其支撑结构的设计研究的任务书.docx

空间大口径反射镜及其支撑结构的设计研究的任务书
任务书
授课教师：XXX
课程名称：空间大口径反射镜及其支撑结构的设计研究
课程代码：XXXXX
课程类型：选修
修读年级：本科生大四
课时数：48
一、课程背景
空间大口径反射镜及其支撑结构是航天工程和天文学领域的核心技术之一，是高性能空间望远镜等科学仪器的核心部件。随着科学技术的不断发展，越来越高的精度要求和更大的口径需求已经成为当今空间望远镜的核心问题，在未来比如2050年左右，人们将建造更大、更精密的空间望远镜。因此，本课程旨在培养学生对于空间大口径反射镜及其支撑结构的设计、分析和仿真能力，使其在未来的科学研究和航天工程中具有坚实的理论和实践基础。
二、培养目标
1.掌握空间大口径反射镜的设计和制造方法，深刻理解其在航天、天文和军事领域中的重要作用。
2.具备研究空间大口径反射镜支撑结构设计和参数优化的能力。
3.了解并熟练掌握光学仿真分析、有限元模拟和实验测试的基本方法和工具。
4.培养独立思考和解决问题的能力，加强对前沿科技发展趋势的了解和认知。
三、教学内容
本课程内容主要包括空间大口径反射镜的基本概念、光学特性、主要材料介绍、设计考虑和制造方法，以及支撑结构设计、参数优化和安装过程中的考虑。另外，还将介绍一些常用的光学仿真分析方法和有限元模拟技术，以及如何进行实验测试和数据处理等方面的内容，以深入了解空间大口径反射镜和其支撑结构的复杂性和优越性。
四、教学方法
本课程既注重理论学习，也注重实践训练。在讲授时，将采用讲授课程内容、演示案例、课堂讨论、模拟实验等方式，以提高学生的学习效果和学术交流能力。实践训练将以小组形式开展，要求学生自己组建一个小组，学习和开展科研项目，形成课题研究成果汇报。
五、考核方式
根据学生的学习情况，本课程采用综合评估的考核方式。具体考核方式包括课堂表现、小组项目成果汇报、个人阶段性和期末论文等内容。其中期末论文占总评成绩的60%，小组项目成果汇报占20%，个人阶段性考核和课堂表现各占10%。必须取得及格成绩才能取得该课程的学分。
六、教学资源
本课程将准备一部分课件和实验资料，以辅助学生进行学习和研究。此外，学生还需自备计算机和有限元模拟软件等支撑工具。
七、参考文献
1.【美】Bard,A.J.大型望远镜中的光学技术.科学出版社,2004.
2.【美】GeoffAndersen等人.超大口径望远镜设计,制造和测试:专业.化工出版社,2008.
3.李健瑜等人.圆形非对称支撑的大口径轻薄反射面的设计研究.中国科学:物理学力学天文学,2009年03期.
4.戴学平等人.大口径空间望远镜支撑系统研究.中国科学院研究生院,2007.
5.安迎飞等人.空间望远镜大口径轻薄反射面结构研究综述.岩石力学与工程学报,2007.
八、教学进度
第一周：空间望远镜设计原理
第二周：反射面光学特性分析
第三周：空间反射面的不同材料
第四周：空间反射面制造工艺
第五周：支持系统的设计原理
第六周：支撑结构参数设计
第七周：大口径折射面的设计与优化
第八周：折射面的制造和安装
第九周：光学仿真分析方法
第十周：有限元理论基础
第十一周：有限元技术的应用
第十二周：模拟实验：大口径反射镜设计
第十三周：实验安排
第十四周：实验安排
第十五周：实验安排
第十六周：实验安排
第十七周：综述及期末论文展示与答辩
九、其他事项
1.本课程为选修课程，同时也是开放式的学科竞赛项目。
2.学生应按时参加课堂和实践教学活动，积极完成学习任务。
3.学生应具备设计和计算能力，熟悉基本的光学方程和有限元分析方法。
4.本课程教学内容并不是对自然界的领悟，而是对大自然近似的理解和把握。