周日·天文周历 ｜ 周二·专栏周三·wikiHow ｜ 周四·观测指南 ｜ 周五·主编谈天 建造近代超大望远镜巨匠们的八卦故事（连载二） 伟大的冒险（二）  文/Ted Rafferty译/马明阳译校/王炜辰 解仁江责任编辑：解仁江 让我们继续上篇的故事  3威尔逊山100英寸望远镜  60英寸望远镜还在磨制阶段时，野心越来越大的海耳开始劝说铁矿及石油开发商约翰·胡克出资购买100英寸反射望远镜的镜坯材料。圣戈班公司再次使用红酒瓶玻璃制作镜坯。然而60英寸镜片只有7.5英寸厚，1950磅重，但100英寸镜片就有12英寸厚，9500磅重了。  威尔逊天文台远景，外景颜值极高的天文台之一。 1907年，第一次尝试失败了，镜坯在冷却过程中就碎掉了。第二年再次制作的镜坯熬过了冷却步骤，但中间有好几层气泡，因为圣戈班不能一次浇注玻璃（工厂做了三次）。虽然镜坯运到了帕萨迪纳，但里奇和海耳都拒绝使用这个镜坯。1908年初，里奇在法国停留了几个月，致力于提升玻璃倾注工艺这一环节，但之后的三次尝试也都失败了。 回到帕萨迪纳，海耳重新测试手里的镜坯，他觉得镜坯应该还能用；气泡在反射层的下面。然而里奇并不同意，但海耳并不接受了他的看法。1910年11月10日，里奇开始磨制100英寸的主镜。  最著名的威尔逊100英寸望远镜。 在100英寸望远镜工作推进期间，里奇和海耳的关系日渐恶化。里奇想按照自己更新更好的设计制作望远镜主镜；而海耳觉得没测试过的设计风险太大。里奇直接越过海耳向赞助商胡克求助，这激怒了海耳。最终100英寸望远镜像60英寸一样，主镜以f/5焦比的抛物镜做基础，用不同的双曲面副镜提供更长的有效焦距。 海耳限制了里奇做望远镜赤道仪的设计工作。他允许里奇用60英寸望远镜拍摄照片，但给的望远镜使用时间却越来越少。天文台的其它天文学家也不喜欢里奇在身边；一个固执己见的家具师和一群天文学家可不是什么好组合。但是里奇的天文摄影技术广受赞誉；没有人能有他那样的耐心与精力花四个小时甚至更多时间用肉眼导星拍摄。1919年10月，里奇完成100英寸望远镜光学部分不久，海耳就把他解雇了。 威尔逊60英寸和100望远镜的拍摄成果  猎户座大星云：威尔逊山天文台里奇60英寸望远镜摄于1908年Cynthia Hunt / Dan Kohne  这块仙女座星系的摄影底板，是哈勃于1924年，使用威尔逊山天文台100英寸胡克望远镜拍摄的。Cynthia Hunt / Dan Kohne 在这之前一个月，里奇写道（给工程师和发明家汤普森）：海耳是“到达了不能被科学工作和荣誉满足的地步；他要掌控巨大的权力，支配天文台内外的科学家的福利、能做的和不能做的、甚至职位——尽他的影响力所能触及的地方。” 对一个人的今后的职业生涯来说，他可是个不太好的对手。 4第一台里奇-克雷蒂安（R-C）望远镜 亨利·克雷蒂安是法国尼斯天文台的成员，1910年作为一名访问天文学家来到威尔逊山，和里奇一起负责深空摄影工作。他们遇到的相似问题就是短焦反射望远镜的光学畸变，主要是彗差，彗差使远离视场中心的恒星变成彗星一样的形状，而非清晰锐利地聚焦成一点。使用卡塞格林式60英寸望远镜的不同双曲面副镜时，里奇发现其彗差小于牛顿反射模式下的彗差。随后里奇让克雷蒂安用数学定量计算了这种光学效应。 克雷蒂安发现了一个数学上的最佳组合。如果主镜使用凹面双曲面而不是标准的抛物镜，副镜使用中凸的双曲面镜，彗差就会消失，里奇-克雷蒂安的光学系统也就此诞生了，里奇想在100英寸望远镜上使用这一设计。   形成彗差的光学原理 1919年，里奇在与海耳尴尬地分道扬镳后，在美国找不到建造望远镜的工作。1924年法国巴黎天文台提供给他一份工作：依照非常成功的威尔逊山60英寸望远镜建造一台使用赤道仪的反射望远镜。但此时里奇有更宏伟的计划。根据他1919年的想法，他想建造一架固定的垂直对准的望远镜，有3到4个内置可替换的200到240英寸主镜，以及一对差不多大小的平面镜追踪星空，把星光反射到望远镜筒里。里奇还提议主镜镜坯不能是一整片，而是多层薄镜片粘在一起。法国方面没有采纳里奇的垂直望远镜建议，它耗资太大了。 之后里奇转向了里奇-克雷蒂安光学系统。他想用最好的方式证明它的价值，就是完成那个之前在威尔逊山就开始制作但没完成的20英寸里奇-克雷蒂安(R-C)望远镜。他把之前的主镜制成小焦比f/2.5的双曲面——这不是什么轻而易举的任务，但里奇是个很有耐心的完美主义者。最后再加上中凸的双曲面副镜，整个系统的焦比是f/6.25。 里奇去世后不到10年，天文学家终于意识到里奇-克雷蒂安光学设计的宽阔视场的能力。 里奇缺少资金制作望远镜的赤道仪，但他说服巴黎天文台写了一份制作20英寸里奇-克雷蒂安望远镜的合同，决定为天文台望远镜磨制一套镜片代替之前完成的那一套。  里奇-克雷蒂安望远镜光学原理 第二台20英寸的里奇-克雷蒂安(R-C)望远镜于1927年完成，焦比f/6.8。主镜采用了一次技术革新：中间的洞让光线穿过到后面，而不必使用第三次反射到望远镜侧面。 里奇的资金能完成第二套光学组镜片和望远镜筒，但不够做赤道仪。克雷蒂安想办法从另一座天文台借了一台赤道仪。1930年世界第一台里奇-克雷蒂安(R-C)望远镜在巴黎附近的一座滚动穹顶天文台对星空张开了眼睛。  望远镜的效果并不像里奇期望的那样。照片底版需要做成曲面，才能匹配焦平面；他不得不研磨抛光每一片照相底片来校正形状，亲手覆盖上照相乳胶。事实也证明望远镜的赤道仪也不适合长时间导星拍摄使用。那时的里奇66岁了，不可能像他在叶凯士和威尔逊山时那样用肉眼熟练地导星拍摄了。 1930年里奇离开巴黎回到美国。他把几乎报废的20英寸望远镜运回迈阿密，希望用它让这个城市的人对大型望远镜产生兴趣。但计划失败了，20英寸望远镜都不曾在佛罗里达组装过，就被送回了巴黎。 里奇后来经历了怎样的故事，他的望远镜们和他的设计又会有怎样的结局呢？下期为大家讲述伟大望远镜发明家里奇和他最后的归宿。 ——END—— 配乐 | 责任编辑：解仁江 『天文湿刻』 牧夫出品微信号：astronomycn  Milky Way Shipby Arun Kumar谢谢阅读 |
