Для астрономов и физиков глубина космоса - это клад, который может дать нам ответы на некоторые из самых глубоких вопросов существования. Тем не менее, наблюдение в глубоком космосе представляет свою долю проблем, не в последнюю очередь это визуальная точность.
В этом случае ученые используют так называемую активную оптику для компенсации внешних воздействий. Эта методика была впервые разработана в 1980-х годах и опиралась на активное формирование зеркал телескопа для предотвращения деформации. Это необходимо для телескопов диаметром более 8 метров с сегментированными зеркалами.
Определение:
Название Active Optics относится к системе, которая сохраняет зеркало (обычно первичное) в его оптимальной форме против всех факторов окружающей среды. Метод исправляет факторы искажения, такие как сила тяжести (при различных наклонах телескопа), ветер, изменения температуры, деформация оси телескопа и другие.
Adaptive Optics активно формирует зеркала телескопа, чтобы предотвратить деформацию из-за внешних воздействий (таких как ветер, температура и механические нагрузки), сохраняя при этом телескоп активно и в его оптимальной форме. Техника позволила построить 8-метровые телескопы и те с сегментированными зеркалами.
Использование в астрономии:
Исторически сложилось так, что зеркала телескопа должны были быть очень толстыми, чтобы удерживать их форму и обеспечивать точные наблюдения при поиске по небу. Однако вскоре это стало невозможным, так как требования к размеру и весу стали непрактичными. Телескопы нового поколения, построенные с 1980-х годов, используют вместо этого очень тонкие зеркала.
Но так как они были слишком тонкими, чтобы держать себя в правильной форме, были введены два метода компенсации. Одним из них было использование приводов, которые удерживали бы зеркала жесткими и в оптимальной форме, другое - использование небольших сегментированных зеркал, которые предотвращали бы большую часть гравитационных искажений, возникающих в больших толстых зеркалах.
Эта техника используется крупнейшими телескопами, которые были построены в последнее десятилетие. К ним относятся телескопы Keck (Гавайи), Оптический телескоп Северных стран (Канарские острова), Телескоп новой технологии (Чили), и Телескопио Национале Галилео (Канарские острова) и другие.
Другие применения:
В дополнение к астрономии, Active Optics используется и для ряда других целей. К ним относятся лазерные установки, в которых линзы и зеркала используются для управления направлением сфокусированного луча. Интерферометры, устройства, которые используются для излучения мешающих электромагнитных волн, также используют Active Optics.
Эти инферометры используются в астрономии, квантовой механике, ядерной физике, волоконной оптике и других областях научных исследований. Активная оптика также исследуется для использования в рентгеновской визуализации, где будут использоваться активно деформируемые зеркала падения.
Адаптивная оптика:
Активную оптику не следует путать с адаптивной оптикой - техникой, которая работает в гораздо более короткие сроки, чтобы компенсировать атмосферные воздействия. Влияния, которые компенсирует активная оптика (температура, гравитация), по сути медленнее и имеют большую амплитуду аберрации.
С другой стороны, Adaptive Optics исправляет атмосферные искажения, которые влияют на изображение. Эти исправления должны быть намного быстрее, но также иметь меньшую амплитуду. Из-за этого адаптивная оптика использует меньшие корректирующие зеркала (часто второе, третье или четвертое зеркало в телескопе).
Мы написали много статей об оптике для журнала Space. Вот фотонное сито может революционизировать оптику, что изобрел Галилей? Что изобрел Исаак Ньютон? Какие самые большие телескопы в мире?
Мы также записали целый эпизод Astronomy Cast, посвященный адаптивной оптике. Послушайте здесь, Эпизод 89: Адаптивная оптика, Эпизод 133: Оптическая астрономия и Эпизод 380: Пределы оптики.
Источники:
- Википедия-Активная Оптика
- Science Daily - Активная Оптика
- Европейская Южная Обсерватория - Активная Оптика
- Национальный Телескоп Австралии - Активная Оптика
