Активная оптика

Публикуется в разделе "Справочные материалы"

11.12.2014. Оптический телескоп собирает свет из космоса с помощью своего главного зеркала. Чем больше зеркало, тем больше света от объекта могут собрать астрономы. Поэтому эволюция телескопа проходила под девизом "чем больше, тем лучше". В прошлом зеркала диаметром в несколько метров приходилось делать очень толстыми, чтобы предотвратить их деформацию под действием силы тяжести при разных положениях телескопа. И в конце концов зеркала стали такими массивными, что пришлось изобретать новый способ добиться оптической точности.

В методе, разработанном в ESO,  и известном под названием активной оптики, оптимальное качество изображения достигается применением гибкого зеркала с приводами, активно воздействующими на форму зеркала в процессе наблюдений.

Каждый из четырех "юнитов" Очень Большого Телескопа (VLT) ESO имеет полугибкое главное зеркало диаметром 8,2 метра. Когда телескоп поворачивается при наведении на объект, форма и положение гигантского зеркала немного меняются под действием меняющейся по направлению силы тяжести. Активная оптика корректирует эти искажения: в процессе наблюдений непрерывно отслеживается опорная звезда, а компьютерный анализатор регистрирует малейшие отклонения от оптимального качества ее изображения. При появлении отклонений устройство вырабатывает управляющий сигнал, под воздействием которого форма и положение зеркала телескопа корректируются. Эта процедура повторяется через регулярные промежутки времени, как правило, один раз в минуту. Таким образом, изображения звезд всегда остаются максимально круглыми и резкими. Этим способом, однако, невозможно скорректировать  искажения, вызванные завихрениями воздуха в атмосфере Земли. Эта задача решается более быстродействующей системой адаптивной оптики.

Система активной оптики VLT обеспечивает полный контроль над зеркалами телескопа и оптимизирует их работу во всех положениях. Это достигается изменением формы основного, 8,2-метрового зеркала из зеродура, а также положением вторичного зеркала диаметром 1,1 метра.
Система активной оптики VLT обеспечивает полный контроль над зеркалами телескопа и оптимизирует их работу во всех положениях. Это достигается изменением формы основного, 8,2-метрового зеркала из зеродура, а также положением вторичного зеркала диаметром 1,1 метра.

Управляемая компьютером активная оптика впервые была применена в ESO в 1980-х, и первым телескопом, в работе которого проявились революционные преимущества этой методики, стал Телескоп Новой Технологии ESO (New Technology Telescope,  NTT) в обсерватории Ла Силья. NTT вошел в строй в 1990 и очень скоро оказался в числе лучших телескопов мира благодаря тому, что его 3,58-метровое главное зеркало было установлено на 75 регулируемых опорах, деформировавших зеркало под управлением компьтерных программ, анализировавших качество изображения. Сейчас техника активной оптики используется на всех современных крупных телескопах, в том числе на VLT ESO.

Каждый из четырех "юнитов" – Базовых телескопов VLT – оснащен лучшими в мире на сегодняшний день системами активной оптики. Эти системы управляют и главным 8,2-метровым зеркалом каждого "юнита", изготовленным из особого сорта стеклокерамики "Zerodur", и 1,1-метровым облегченным вторичным бериллиевым зеркалом, которое смонтировано в передней части трубы телескопа. Благодаря активной оптике достигается полный контроль оптического качества, что позволяет VLT в полной мере использовать исключительные атмосферные условия Параналя. Достижение отличного качества астрономических изображений стало на VLT рутинной процедурой, и это – свидетельство успеха концепции активной оптики.

Благодаря применению этой техники главные зеркала "юнитов" весят всего по 22 тонны: при диаметре 8,2 м они имеют толщину 17 см! Каждый из этих гигантских "блинов" покоится на 150 управляемых компьютерами опорах, смонтированных в исключительно жесткой оправе весом около 11 тонн. Система активной оптики VLT – гарантия постоянного получения телескопом изображений высочайшего качества.

Хотите что-то добавить или возразить? Вы можете оставлять свои комментарии прямо здесь или вступить в наши группы ВКонтакте или в Facebook и участвовать в обсуждениях