Сегментированное зеркало — массив меньших зеркал, разработанный с учётом возможности их работы в виде единого зеркала. Сегменты могут быть как сферической формы, так и асимметричными (если сегменты должны стать частью параболического зеркала). Используется как объектив в крупных телескопах-рефлекторах. Все сегменты должны быть отполированы до точно заданной формы и выровнены с помощью контролируемой компьютером системы активной оптики с использованием актуаторов.

Сама идея и необходимые технологии изначально разрабатывались под руководством Джерри Нельсона в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли и в Университете Калифорнии в 1980-х гг., и с тех пор распространились по всему миру до такой степени, что практически все будущие большие оптические телескопы планируются с использованием сегментированных зеркал.

В СССР технология обкатывалась на экспериментальном телескопе "Синтез", введенном в строй в Крымской астрофизической обсерватории в 1978м году.

Применение

Существует технологический предел для размеров главных зеркал, состоящих из единого куска стекла. Такие монолитные зеркала не могут быть крупнее примерно восьми метров в диаметре. Наиболее крупные используемые монолитные зеркала — главные зеркала Большого бинокулярного телескопа, каждое диаметром 8,4 метра. Использование сегментированного зеркала является ключевым моментом в разработке телескопов с большой апертурой. Использование монолитного зеркала крупнее 5 метров чрезвычайно дорого из-за стоимости как самого зеркала, так и поддерживающей его конструкции. Также более крупные зеркала будут существенно деформироваться под собственным весом при повороте телескопа, что изменит точную форму поверхности. Сегменты гораздо проще создавать, перевозить, устанавливать и поддерживать в заданном положении даже у крупных зеркал.

Сложностью использования сегментированных зеркал является необходимость задания точной, зачастую асимметричной формы сегментов, а также требование наличия управляемой компьютером системы монтирования. Также наличие сегментов приводит к появлению дифракционных эффектов в итоговом изображении.

Телескопы, использующие сегментированные зеркала

Многие среди крупнейших оптических телескопов мира используют сегментированные зеркала. Некоторые из таких телескопов представлены ниже. Телескопы Кека Два телескопа, являются наиболее известными среди инструментов обсерватории Мауна-Кеа, находятся на высоте 4145 метров вблизи вершины Мауна-Кеа на Гавайях, США. Оба телескопа оснащены 10-метровыми главными зеркалами. Телескоп Хобби-Эберли Телескоп Хобби-Эберли является 9.2-метровым телескопом, расположенным в обсерватории Макдональд в Западном Техасе на высоте 2026 метров. Первичное зеркало состоит из 91 шестиугольного сегмента. Главное зеркало телескопа закреплено под углом 55 градусов и может вращаться вокруг основания. За объектом можно следить с помощью перемещения инструментов в фокусе телескопа, это позволяет наблюдать 70–81% неба, при этом отдельный объект можно наблюдать до двух часов. Большой южноафриканский телескоп (SALT) SALT — 10-метровый телескоп, по большей части предназначенный для спектроскопических наблюдений. По своим свойствам похож на телескоп Хобби-Эберли, зеркало также состоит из 91 шестиугольного сегмента, каждый имеет размер около 1 метра, общие размеры зеркала составляют 11,1 м на 9,8 м.. Расположен поблизости от города Сазерленд в полупустынной области Кару в Южной Африке. Является инструментом Южноафриканской астрономической обсерватории — национальной обсерватории Южной Африки. Большой Канарский телескоп Также называемый GranTeCan, обладает зеркалом из 36 сегментовTests begin on Canaries telescope BBC 14 July 2007Giant telescope begins scouring space 14 July 2007. Главное зеркало имеет диаметр 10.4 метра, телескоп при этом является одним из крупнейших инструментов такого рода. GranTeCan находится в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на Канарских островах. LAMOST Телескоп в провинции Хэбэй в Китае. Состоит из двух прямоугольных зеркал, составленных из 24 и 37 сегментов. Каждый шестиугольный сегмент имеет размер 1,1 метр. JWST 18 сегментов зеркала в основном были сделаны в 2011 году"Six JWST Mirror Segments to Begin Cryogenic Tests" news.softpedia.com 14 April 2011. Было решено сделать зеркало не цельным, а из складываемых сегментов, которые будут раскрыты на орбите, так как габариты цельного зеркала не позволили бы его разместить в ракете-носителе «Ариан-5». Размер каждого из 18 шестиугольных сегментов зеркала составляет от ребра до ребра.

Примечания

Категория:Зеркала