在我们抬头仰望星空时，你是否想过，望远镜背后的复杂机械是如何精确地跟踪那些远在亿万光年的星体呢？除了光学系统，望远镜的传动系统也扮演了至关重要的角色。如今，越来越多的顶级望远镜和高端赤道仪都在使用一种古老而实用的技术——摩擦传动（Friction Drive）。这种技术凭借着高精度、零背隙、高刚性和稳定性，让天文设备的表现达到了一个新的高度。

中国的LAMOST（郭守敬望远镜）是世界上最大的光谱望远镜之一，它的设计目标是揭开银河系的神秘面纱。LAMOST能在一晚上同时观测数万颗恒星，其背后的关键技术之一就是摩擦传动系统。传统齿轮传动在长时间跟踪中可能会因为齿轮的微小误差导致“跳动”或抖动，这对恒星的光谱观测而言是个灾难。而LAMOST的摩擦传动避免了这些问题，让望远镜能够在极低速下依旧保持精准，确保每一颗恒星的观测数据都尽可能地精确无误。摩擦传动的使用不仅让LAMOST在银河系研究中贡献良多，还帮助科学家们更好地理解了宇宙的宏观结构。可以说，摩擦传动让LAMOST成为了真正的“星空猎手”，帮助我们捕捉那些难以捉摸的宇宙奥秘。

王国民等. 大型天文望远镜高精度摩擦传动的研究[J]. 光学精密工程, 2004, 12(6): 2059-2062.

双子座天文台的两座望远镜位于智利和夏威夷，各自拥有8米口径。如此大的望远镜要确保长时间跟踪和高精度观测，传动系统至关重要。摩擦传动技术因其无齿轮、零背隙的特性，使得双子座望远镜能够在极低速下平稳运行。这种无齿轮设计避免了传统齿轮传动中的误差和抖动问题，尤其是在指向遥远星系和黑洞时，机械系统不会因“打滑”而丧失观测机会。

凯克天文台位于夏威夷，其10米口径望远镜是全球最大、最先进的光学和红外望远镜之一。凯克望远镜采用了与双子座类似的摩擦传动技术。与传统齿轮系统不同，摩擦传动不仅能够在低速跟踪中保持平稳，还能在长时间的观测过程中提供0.1角秒级的高精度。摩擦传动的核心优势在于其高刚性和零背隙，这对凯克望远镜进行深空天体拍摄时尤为重要。设想一下，当凯克望远镜对准遥远的星云或行星系统时，传动系统的任何误差都会导致成像模糊。但由于摩擦传动的精度，凯克能够在长达数小时的曝光中始终保持稳定，从而拍摄出清晰的图像。

尽管摩擦传动技术在天文观测中表现出色，特别是在精度和运行平稳性方面，但它在大型望远镜中的应用仍面临一些挑战。以10米凯克望远镜为例，摩擦盘的直径大约为30米，而摩擦轮的直径约为200毫米，这样的系统传动比高达50:1。在如此高的传动比下，系统需要更精确的控制和更强的摩擦力，才能确保在各种观测条件下的稳定运行。科学家们通过整合这些挑战和技术创新，不仅使摩擦传动成功应用于8米和10米级别望远镜，还为下一代超大型望远镜（如TMT）打下了基础。与此同时，它也逐渐成为部分中大型高端赤道仪的核心技术，为天文摄影师们提供了更加稳定和高效的观测体验。

Mesu e200是一款受到天文摄影师青睐的摩擦传动赤道仪。这款赤道仪能够承受100千克的巨大负载，同时保持4角秒峰值周期误差的高精度表现。摩擦传动系统使得Mesu e200在天文摄影中表现得非常平稳，特别是在进行长时间曝光时，能够有效减少抖动和误差。
即使在没有自动引导的情况下，Mesu e200依然能保证极为精准的天体跟踪，这对于那些从事深空摄影的天文爱好者来说，简直是个福音。

Gemini G53F（已停产）

作为一款专为重型天文设备设计的摩擦传动赤道仪，Gemini G53F凭借45千克的最大负载能力和出色的摩擦传动系统，成为了专业天文摄影设备的理想之选。它的跟踪精度达到了2角秒/5分钟，并且能够灵活调整极轴，适应不同的纬度观测需求。

结语：摩擦传动的未来

摩擦传动技术正在改变我们对天文观测设备的期待。从KecK等大型天文台的宏伟工程，到中大型专业赤道仪，摩擦传动结构其独特的优势，在天文学的不同层面都表现出色。它不仅带来了更高的精度和稳定性，还简化了设备的维护和操作，让科学家和爱好者能够更专注于探索宇宙的奥秘。随着这一技术的不断进化，未来我们可以期待更多望远镜和赤道仪采用摩擦传动技术，从而推动天文观测技术达到新的高度。