Keck 观测站作为 HWO 测试平台：在高对比度科学并行测试大型分段镜的波前感知与控制方案

直接成像系外行星允许我们直接探测和表征系外行星的大气，寻找其大气特征中生命迹象的证据。要直接成像以太阳类似星系下的地球级行星，需达到 10$^{-10}$ 的对比度水平，这将是宜居世界望远镜 (HWO) 的目标。达成如此深层对比度的一个关键技术瓶颈是维持波前稳定性，尤其是在存在分段主镜的情况下，需要保持在数十皮米级别。Keck 观测站是唯一拥有所有必要硬件组件以验证 HWO 分段相位策略的设施：大型分段主镜、电容边缘传感器、可变形镜、Zernike 波前传感器 (ZWFS)，以及高对比度科学仪器。利用这些相似之处，我们正将 Keck 用作开发和验证 HWO 波前感知与控制环路策略的测试平台，同时使用现有基础设施演示 HWO 完整的系统级分段控制架构。最近，我们通过 Keck II 望远镜上安装的 ZWFS，对主镜分段活塞进行闭环波前感知与校正，结果提升了 NIRC2 科学相机的 Strehl 比率 (Salama 等，2024a)。我们现在旨在直接解决控制权威性、执行器卸载以及环路稳定性方面的担忧——这些任务需要 Keck 现有的基础设施，但无需达到皮米级波前稳定性。此外，成功的观测与预测性能比较将在真实运行的观测台上验证 HWO 误差预算方法，特别是其在多个时间尺度上运行的嵌套环路方法。