望遠(yuǎn)鏡的集光能力隨著口徑的增大而增強(qiáng),望遠(yuǎn)鏡的集光能力越強(qiáng),就能夠看到更暗更遠(yuǎn)的天體,這其實(shí)就是能夠看到了更早期的宇宙。天體物理的發(fā)展需要更大口徑的望遠(yuǎn)鏡。
W0f^!}f( 8oJl ] 但是,隨著望遠(yuǎn)鏡口徑的增大,一系列的技術(shù)問題接踵而來。海爾望遠(yuǎn)鏡的
鏡頭自重達(dá)14.5噸,可動(dòng)部分的
重量為530噸,而6米鏡更是重達(dá)800噸。望遠(yuǎn)鏡的自重引起的鏡頭變形相當(dāng)可觀,溫度的不均勻使鏡面產(chǎn)生畸變也影響了成象質(zhì)量。從制造方面看,傳統(tǒng)方法制造望遠(yuǎn)鏡的費(fèi)用幾乎與口徑的平方或立方成正比,所以制造更大口徑的望遠(yuǎn)鏡必須另辟新徑。
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7X*1 自七十年代以來,在望遠(yuǎn)鏡的制造方面發(fā)展了許多新技術(shù),涉及
光學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和精密機(jī)械等領(lǐng)域。這些技術(shù)使望遠(yuǎn)鏡的制造突破了鏡面口徑的局限,并且降低造價(jià)和簡化望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)。特別是主動(dòng)光學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用,使望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)思想有了一個(gè)飛躍。
M{L- V wOf8\s1 從八十年代開始,國際上掀起了制造新一代大型望遠(yuǎn)鏡的熱潮。其中,歐洲南方天文臺(tái)的VLT,美、英、加合作的GEMINI,日本的SUBARU的主鏡采用了薄鏡面;美國的Keck I、Keck II和HET望遠(yuǎn)鏡的主鏡采用了拼接技術(shù)。
H7Q$k4\l 8._uwA<[ 優(yōu)秀的傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡卡塞格林焦點(diǎn)在最好的工作狀態(tài)下,可以將80%的幾何光能集中在0″.6范圍內(nèi),而采用新技術(shù)制造的新一代大型望遠(yuǎn)鏡可保持80%的光能集中在0″.2~0″.4,甚至更好。
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~z:]rgX 下面對(duì)幾個(gè)有代表性的大型望遠(yuǎn)鏡分別作一些介紹:
J1G}l5N 7W)W9=&BT 凱克望遠(yuǎn)鏡(Keck I,Keck II) f8;?WSGyD2
6.)ug7aF tu}!:5xi Keck I 和Keck II分別在1991年和1996年建成,這是當(dāng)前世界上已投入工作的最大口徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,因其經(jīng)費(fèi)主要由企業(yè)家凱克(Keck W M)捐贈(zèng)(Keck I 為9400萬美元,Keck II為7460萬美元)而命名。這兩臺(tái)完全相同的望遠(yuǎn)鏡都放置在夏威夷的莫納克亞,將它們放在一起是為了做干涉觀測(cè)。
JQQ[jl; %>&ex0j] 它們的口徑都是10米,由36塊六角鏡面拼接組成,每塊鏡面口徑均為1.8米,而厚度僅為10厘米,通過主動(dòng)光學(xué)支撐系統(tǒng),使鏡面保持極高的精度。焦面設(shè)備有三個(gè):近紅外照相機(jī)、高
分辨率CCD探測(cè)器和高色散
光譜儀。
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