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还是看不清楚?看来望远镜该更新了

常驻编辑 科普中国 2022-05-27 伽利略   望远镜   湍流   天文望远镜   镜片   口径   直径   光学   大气   光学系统
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比如,欧航局的VLT巡天望远镜里边的变形镜系统就是这样的:PpU拜客生活常识网

上边密密麻麻的小孔会安装一个个的小驱动器,然后再覆盖上一片非常薄的镜片,驱动器会带动镜片发生形变。PpU拜客生活常识网

覆盖在驱动器上的超薄镜片 (图源:欧航局官网)PpU拜客生活常识网

装备自适应光学系统的望远镜工作时,望远镜会朝着天空发射激光。这束激光的作用是测量大气湍流带来了多少畸变,测得的数据是变形镜变形的参考依据。变形镜在一秒内可以调整上百次形变来应对不断变化的大气湍流。PpU拜客生活常识网

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VLT天文望远镜获得的图像。左边是开启了自适应光学系统后获得的图像,右侧是未开启自适应光学系统后获得的图像。PpU拜客生活常识网

(图源:欧航局官网)PpU拜客生活常识网

解决了大气湍流这一难题后,天文界呈现出一番“做大做强,再创辉煌”的景象。已建成的大型望远镜有:PpU拜客生活常识网

位于太平洋夏威夷岛上直径10米的凯克望远镜;PpU拜客生活常识网

凯克望远镜 (图源:Wikipedia)PpU拜客生活常识网

位于西班牙拉帕尔玛岛上直径10.4米的加那利大型望远镜;PpU拜客生活常识网

位于南非天文台直径11米的萨尔特望远镜。这几大望远镜之间堪称是诸神争霸,实力相当。PpU拜客生活常识网

目前,计划建造还有直径30米的TMT望远镜,等效直径21.4米的巨型麦哲伦望远镜以及直径达42米的ELT望远镜。PpU拜客生活常识网

ELT望远镜效果图 (图源:欧航局官网)PpU拜客生活常识网

自适应光学的出现,不仅对天文界做出了巨大的贡献,它在其他领域也得到了广泛的应用。PpU拜客生活常识网

在医学成像设备上,自适应光学应用使我们能够获得更加清晰的人眼组织结构图像,推动了医学的进步;在人类未来最理想能量来源——核聚变领域,自适应激光光学能够产生质量更好的激光光束,为人类能源未来提出新可能。PpU拜客生活常识网

有大气影响?那就上太空

除了自适应光学系统,还有一种更直接的消除大气湍流的方法——去太空。PpU拜客生活常识网

哈勃望远镜是人类拥有的第一台在大气层外工作的望远镜,它的口径是2.4米。由于它位于大气层之上,不会受到大气湍流的影响。哈勃望远镜的出现成功弥补了地面观测的不足,帮助科学家解决了许多天文学上的基本问题,也让人类对天文物理有更多的认识。PpU拜客生活常识网

前不久升空的詹姆斯-韦伯望远镜(JWST)是太空望远镜的新任王者。相比于哈勃望远镜2.4米的口径,它不仅口径更大(6.5米),PpU拜客生活常识网

而且还装备了自适应光学系统。PpU拜客生活常识网

全球各大望远镜尺寸图集 (图源:Wikipedia)PpU拜客生活常识网

受制于火箭尺寸,JWST的镜面并不是一块整体,而是十八块六角型的镜片拼装组成。望远镜主镜面以折叠的方式进入太空,在太空中展开,利用自适应光学系统纠正不同镜片的位置偏差。为了避免太阳对观测的影响,JWST还特意跑到150万千米远处的第二拉格朗日点去进行观测。PpU拜客生活常识网

在建的太空望远镜中,还有中国科学院长春光机所设计制造的巡天空间望远镜。预计在2024年,巡天空间望远镜将发射升空并与天宫号空间站共轨运行。

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