Сегментированное зеркало - Segmented mirror

Сравнение размеров основных зеркал. Сегментированные зеркала обычно имеют шестиугольную форму и расположены в виде сот .

Сегментированное зеркало представляет собой массив из небольших зеркал , предназначенных действовать в качестве сегментов одного большого вогнутого зеркала . Сегменты могут быть сферическими или асимметричными (если они являются частью большего параболического отражателя ). Они используются в качестве объективов для больших телескопов-рефлекторов . Для работы все сегменты зеркала должны быть отполированы до точной формы и активно выровнены с помощью активной оптической системы, управляемой компьютером, с использованием приводов, встроенных в опорную ячейку зеркала . Концепция и необходимые технологии были первоначально разработаны под руководством доктора Джерри Нельсона из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Калифорнийского университета в 1980-х годах и с тех пор распространились по всему миру до такой степени, что практически все будущие большие оптические телескопы планируют использовать сегментированные зеркала. .

заявка

Сегментированное зеркало SALT

Существует технологический предел для главных зеркал, изготовленных из цельного куска жесткого стекла. Такие несегментированные или монолитные зеркала не могут быть больше восьми метров в диаметре. В настоящее время самыми большими монолитными зеркалами являются два основных зеркала Большого бинокулярного телескопа , каждое из которых имеет диаметр 8,4 метра. Поэтому использование сегментированных зеркал является ключевым компонентом телескопов с большой апертурой . Использование монолитного зеркала размером намного больше 5 метров непомерно дорого из-за стоимости как самого зеркала, так и массивной конструкции, необходимой для его поддержки. Зеркало большего размера также будет немного провисать под собственным весом, поскольку телескоп поворачивается в разные положения, изменяя точную форму поверхности. Сегменты также легче изготавливать, транспортировать, устанавливать и обслуживать по сравнению с очень большими монолитными зеркалами.

Сегментированные зеркала действительно имеют недостаток, заключающийся в том, что каждый сегмент может требовать определенной асимметричной формы и полагаться на сложную систему крепления, управляемую компьютером. Все сегменты также вызывают эффекты дифракции на конечном изображении.

Телескопы с использованием сегментированных зеркал

Сборка главного зеркала космического телескопа Джеймса Уэбба

Некоторые из крупнейших оптических телескопов в мире используют сегментированные главные зеркала. К ним относятся, помимо прочего, следующие телескопы:

Двойные телескопы - самые известные из обсерваторий Мауна-Кеа на высоте 4145 метров (13 600 футов) недалеко от вершины Мауна-Кеа на Гавайях , США. Оба телескопа оснащены основными зеркалами длиной 10 м (33 фута).
HET представляет собой 9,2-метровый (30 футов) телескоп находится в обсерватории Мак - Дональд , Западном Техасе на высоте 2,026 м (6,647 футов). Его главное зеркало состоит из 91 шестиугольного сегмента. Главное зеркало телескопа закреплено под углом 55 градусов и может вращаться вокруг своего основания. Цель отслеживается перемещением инструментов в фокусе телескопа; это позволяет получить доступ к примерно 70–81% неба в том месте, где он находится, а отдельную цель можно отслеживать до двух часов.
SALT - это 10-метровый телескоп, который большую часть времени занимается спектроскопией. Он имеет сходство с телескопом Хобби-Эберли, а также состоит из 91 сегмента шестиугольного зеркала, каждый 1 метр в поперечнике, в результате чего общее шестиугольное зеркало составляет 11,1 м на 9,8 м. Он расположен недалеко от города Сазерленд в полупустынном регионе Кару , Южная Африка. Это объект Южноафриканской астрономической обсерватории , национальной оптической обсерватории Южной Африки.
Большой телескоп на Канарских островах, также известный как GranTeCan, использует в общей сложности 36 сегментированных зеркал. Это крупнейший в мире оптический телескоп с главным зеркалом 10,4 м (34 фута), расположенный в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на острове Ла-Пальма на Канарских островах в Испании.
Большой Sky Area Multi-Object Fiber спектроскопического телескопа является исследование телескоп , расположенный в провинции Хэбэй Китая. Он состоит из двух прямоугольных зеркал, состоящих из 24 и 37 сегментов соответственно. Каждый шестиугольный сегмент имеет размер 1,1 метра.
18 зеркальных сегментов JSWT были в основном изготовлены в 2011 году. Хотя его предполагаемая общая стоимость росла в течение нескольких лет, его критиковали как телескоп, который съедал астрономию , из-за постоянно увеличивающейся доли астрофизического бюджета НАСА, который он потреблял. По состоянию на 2013 год сметные затраты составили 8,8 миллиарда долларов. Запуск космического телескопа планируется с помощью ракеты-носителя Ariane 5 из Космического центра Гвианы в декабре 2021 года.
Зеркальные сегменты из бериллия
Криогенные испытания в MSFC
Сегмент после покрытия золотом


Телескопы нового поколения

Три чрезвычайно больших телескопа будут следующим поколением сегментированных зеркальных телескопов, и их планируется ввести в эксплуатацию в период с 2021 по 2024 год. Гигантский Магелланов телескоп использует очень большие сегменты и либо сгруппирован с сегментированными зеркальными телескопами, либо его собственная категория. Завершение строительства запланировано на 2021 год. Тридцатиметровый телескоп строится в обсерватории Мауна-Кеа на Гавайях (ожидается, что первый свет появится к 2022 году). Европейский чрезвычайно большой телескоп будет самым большим из всех трех, используя в общей сложности 798 сегментов для ее первичного зеркала. Его первый свет ожидается в 2024 году.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки