前言恰逢本學期我們以儀器光學和天文望遠鏡的工作原理為學期的核心知識，在過去的一個多月，同學們都能夠認真學完光的反射、折射在幾何光學下的特征和原理，并且能夠逐步掌握復雜的光路特點。有鑒于此，我們今年計劃再度幫助同學們參加2026年的全國青少年航天創新賽之天文望遠鏡設計制作與探究賽，旨在能夠讓同學們了解未來上天的中國巡天天空望遠鏡的征途背后的光學基本原理，同時能夠讓同學們理解巨型儀器、支撐結構、動態控制等各類涉及天文學、地球科學類的知識和電子技術方法。期待同學們能夠將課內知識轉化為現實中的技術，并且能夠體會數學方法和技術原理，一定程度下做好制作望遠鏡的優雅形制，同時能夠提出優化望遠鏡設計的創見性思想和方法。
  天文儀器學生作業
  背景
  隨著科技的飛速發展，人類對宇宙的探索越來越深入。在這片廣袤無垠的星辰之海中，我們不僅對未知的宇宙充滿了好奇和向往，也通過不斷地探索和研究，逐漸揭開宇宙的神秘面紗。天文探索推動了人類對宇宙的認知和理解。全國青少年航天創新大賽宗旨是弘揚航天精神，普及航天知識，在廣大青少年心中播撒仰望星空、飛天逐夢的種子。天文探索是航天創新必不可少的環節，是激發青少年探索太空熱情的良好土壤。我們特別針對社區青少年提供大賽天文望遠鏡設計制作和探究賽的知識學習、作品完成和論文指導等全方面服務，旨在希望看到我們社區學員能夠學以致用，并且從原理角度幫助同學們理解天文望遠鏡的設計、幾何光學像差，機械結構控制和觀測目標實驗操作等。
  比賽概要
  比賽組別及參賽隊比賽按小學組（三至六年級）、初中組、高中組（普通高中、中職）三個組別進行。每隊由1-2名參賽隊員和一名指導老師組成。每個組別均進行全國選拔賽（線上）和全國總決賽（線下）兩階段比賽。每位參賽選手只能參加一個組別的比賽，不得跨組別多次參賽。比賽組織天文望遠鏡設計制作與探究賽分為全國選拔賽和全國總決賽兩個階段。全國選拔賽參賽隊應在規定時間內完成并網上提交天文望遠鏡設計制作探究報告、天文觀測報告（報告模板見附件）等材料，提交入口設置在大賽官網。作品與相關材料按時完整提交后，方可進入全國選拔賽作品評審環節，評出優秀作品晉級全國總決賽。全國總決賽現場觀測答題及現場展演答辯在全國總決賽中，參賽隊應對自己設計的望遠鏡進行現場展演答辯，完成天文望遠鏡組裝調試和實地觀測任務。組委會將進行綜合評審，評選出一、二、三等獎。
  比賽內容與任務參賽隊應按照規定技術指標，自主完成天文望遠鏡的設計、制作，撰寫研究報告，實地觀測并形成天文觀測報告。全國選拔賽天文望遠鏡的設計、制作與探究參賽隊應按照規定的天文望遠鏡的技術指標，完成符合規范的天文望遠鏡的設計及制作，并根據探究過程撰寫天文望遠鏡的研究報告。實地觀測參賽隊應使用自己制作的天文望遠鏡完成實地觀測，并根據觀測過程生成規范的天文觀測報告。提交材料全國選拔賽前必須完成并提交的材料：⑴一份完整的符合要求的天文望遠鏡研究報告（PDF格式），研究報告的具體要求參見4.2。⑵一份完整的符合要求的實地觀測報告（PDF格式），觀測報告的具體要求參見4.2。全國總決賽現場觀測比賽全國總決賽將組織現場觀測答題，參賽隊應使用自制的天文望遠鏡，完成實地觀測任務。測試題目現場發布，比賽時間不超過15分鐘。現場答辯參賽隊攜帶自制的天文望遠鏡參加競賽答辯。在本環節，參賽隊結合望遠鏡及預賽提交的報告向評委陳述設計制作過程。并回答評委的提問。
  比賽規則參賽隊應在組委會指定的網站報名參賽。網站對符合要求的報名給予“報名成功”的提示。各參賽隊應在組委會指定時間前提交參賽材料。參賽材料是全國選拔賽評審及全國總決賽的唯一依據。參賽隊應以PDF格式提交，天文望遠鏡研究報告及實地觀測報告正文部分字號：五號；字體：仿宋；行距：1.5倍。文件大小不超過5MB。具體要求如下： 
  天文望遠鏡技術指標
  望遠鏡制作材料不限，選手可自主選擇。
  望遠鏡設計需采用反射式望遠鏡或折射式望遠鏡成像原理。
  望遠鏡的主鏡口徑不大于150mm，焦距不大于1000mm；目鏡接口直徑為1.25英寸/31.7mm，目鏡焦距不限。
  其它
  提交的材料應能夠充分展示設計及探究的意圖、過程或成果等內容。4.4.2現場比賽需由選手進行展示答辯，接受專家問辨。為保障參賽隊員安全，現場不提供電源等充電設備。
  參賽作品不得涉及保密內容。
  天文望遠鏡的設計與實踐應由選手獨立完成，可以接受老師的指導。
  整個賽項內容需由參賽隊員獨立完成和不多于1名教師指導。參賽選手必須是截止到2026年6月底前仍然在校的學生。實地觀測和評審階段場館均封閉，僅允許參賽選手在場，指導教師不得入場。
  參賽選手應以積極的心態面對和自主地處理在比賽中遇到的所有問題，自尊、自重，友善地對待和尊重隊友、對手、志愿者、裁判員和所有為比賽付出辛勞的人，努力把自己培養成為有健全人格和健康心理的人。
  ©波江天文社區學生獨立設計望遠鏡（2024年） 
  評審
  評審安排
  全國選拔賽的作品在大賽官網提交，經過評審，評出優秀作品進入全國總決賽。
  全國總決賽參賽隊應對自己設計的望遠鏡進行現場展演答辯，并完成天文望遠鏡實地觀測任務。全場封閉評審，在指定的評測答辯時間內，參賽隊的所有學生隊員均應在指定位置待命，不得缺席，指導教師不得進入場館。參賽選手不得用任何通信器材與場外的教師或家長聯系，不得對評委拍照外傳。
  答辯環節每位選手有不超過5分鐘的講解與演示時間，不超過5分鐘的答辯時間。評委依據答辯及觀測情況綜合評審。
  評審標準
  學習內容
  1.天文望遠鏡的結構組成2.天文望遠鏡的幾何光學3.零部件的專業知識學習4.實現的方法和校準5.觀測技術指導，探究論文完成
  ©波江文化天文望遠鏡光路和機械結構
  針對群體
  1.熱愛天文學和航天事業，2.5年級以上，具備較好的動手能力3.好的數學推算能力和物理理解能力4.家長的理解、支持和投入5.完成課程的目標感
  6.工作完成的規范化
  ©波江文化天文望遠鏡光路和機械結構
  學習咨詢
  感謝各位同學和家長的關注，我們希望在本項目中遇到具有鉆研天文儀器興趣的同學，并且希望結識能夠有前瞻性眼光，支持子女深度投入現代天文光學的研究之中，幫助同學們完成該項設計任務，并且能夠通過論文形式闡述天文光學的基本原理和優化方法，能夠實現對于專業天文望遠鏡使用的規范性說明，期待你們的加入！熊老師
  研學組說明
  國內專業致力于青少年天文全方面學習的組織，社區擁有十年以上天文教育經驗、組織國內今古主要天文臺研學，并深入歷代天文臺科技方法研究工作，知識競賽指導和科技研發經驗，擔任湖北首屆和次屆全國天文知識競賽教練工作，參與國內重點大學天文學學科建設和課題研究項目工作。
  擁有UNESCO項目工作經驗，提高當代青少年對科學技術的體驗、實踐，提升科學理論的學習高度，另一方面聯合國內科研和天文文物保護單位，培養青少年人文素養，熏陶科學發展觀和人文素質，深思科學歷程，保護地球、生態和氣候來實現人類社會的可持續性發展。
  社區擁有資深的專業天文科技人士、國際一線的天文資訊、科技環境為主的學習環境，豐富的專業天文典藏和一流的觀測設備，優良的觀測基地，各地政界和學界的積極協作和支持，在過去我們為國內諸多學校和企業機構提供了科學周科普、科教、觀星體驗服務。

  熊玉雷：天文獨立研究人士，長期科研單位學習和工作經驗，20年以上天文觀測及研究經驗，科學實踐類的活動多次上登科教節目，多次幫助國內同學獲得天文賽事成績。湖北省首座民間專業天文臺聯合建造者，內國內首位獨立手工完成8等科學意義天文星圖的工作者。擁有現代精密光學設計和加工經驗，幫助國內科研所、國家實驗室完成過光學元件設計和改進，天文儀器制作經驗，通曉古今中外主流天文儀器及觀測技術方法。常年致力于服務于國家天文臺、世界地質公園、世界人與生態保護區及國內重點大學、示范高中等單位的教學內容和科學技術支持工作。

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