QQ登录

只需一步,快速开始

(抛砖引玉)镜片打磨精度对于望远镜的成像至关重要

[复制链接]
太极张三丰 发表于 2011-5-5 23:20 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–云南–昆明 电信

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?加入牧夫(请注明天文爱好者,否则无法通过审核,请勿使用gmail/outlook/aol/icloud邮箱注册)

×
(抛砖引玉)光学镜片的打磨精度对于望远镜的成像至关重要!

比如哈勃望远镜和一般光学望远镜相比:

     一般的望远镜,镜子在抛光之后的准确性大约是可见光波长的十分之一,但是因为空间望远镜观测的范围是从紫外线到近红外线,所以需要比以前的望远镜更高十倍的解析力,它的镜子在抛光后的准确性达到可见光波长的二分之一,也就是大约30纳米。

     但是,在1990年4月哈勃空间望远镜发射升空的数星期后,研究人员发现从哈勃空间望远镜传回来的图片有严重的问题,获得的的最佳图像品质也远低于当初的期望:点源的影像被扩散成超过一弧秒半径的圆。通过对图样缺陷的分析显示,问题来源于主镜的形状被磨错了。虽然这个差异小于光的1/20波长, 镜面与需要的位置只差了微不足道的2微米,但这个差别造成了灾难性的球面像差。这样来自镜面边缘的反射光不能聚集在与中央的反射光相同的焦点上。

于是经过六次维护,来使哈勃望远镜正常运转。

第一次维护
      1993年进行对哈勃空间望远镜的第一次维修,研究人员设计一个有相同的球面像差,但功效相反的光学系统来抵消错误,相当于配上一副能改正球面像差的眼镜。用来改正球面像差的仪器称为空间望远镜光轴补偿校正光学(COSTAR)。为了给COSTAR在望远镜内提供位置,必须移除其中一件仪器,天文学家的选择是牺牲高速光度计。   除此之外,广域和行星照相机被第二代广域和行星照相机以及内部的光学更新系统取代。另外,太阳能板和驱动的电子设备、四个用于望远镜定位的陀螺仪、二个控制盘、二个磁力计和其他的电子组件也被更换。
第二次维护
  1997年2月,发现号在STS-82航次中执行了第二次维修任务。用 空间望远镜摄谱仪(STIS)和近红外线照相机和多目标分光仪(NICMOS)替换掉戈拉德高解析摄谱仪(GHRS)和暗天体摄谱仪(FOS)。修护绝热毯,再提升哈勃的轨道。   在维修中出现的意外缩短了仪器的使用年限。安装后吸热器的部分热扩散意料之外地进入光学挡板,这额外增加的热量导致仪器的寿命由原先期望的4.5年缩短为2年。
第三次维护
  第三次维护任务仍然由发现号在1999年12月的STS-103航次中执行。在这次维护中更换了全部的六台陀螺仪,也更换了一个精细导星传感器和计算机,安装一套组装好的电压/温度改善工具(VIK)以防止电池的过热,更换绝热的毯子。新的计算器是能在低温辐射下下运作的英特尔486,可以执行一些过去必须在地面处理的与太空船有关的计算工作。
第四次维护
  第四次维护任务由哥伦比亚号在2002年3月的STS-109航次执行,用先进巡天照相机(ACS)替换了暗天体照相机(FOC),更换了新的冷却系统和太阳能板。哈勃的配电系统也被更新了,这是哈勃空间望远镜升空之后,首度能完全的应用所获得的电力。
最近一次维护
  在原本安排在2008年8月维修任务中,太空人将更换新的电池和陀螺仪,更换精细导星传感器(FGS)并修理空间望远镜影像摄谱仪(STIS)。并在保留先进巡天照相机的同时,安装二架新的仪器:宇宙起源频谱仪和第三代广域照相机。然而NASA于2008年9月宣布哈勃空间望远镜上的数据处理系统出现严重故障,无法正常存储观测数据并传回地球,而且由于哈勃太空任务高度与国际太空站距离十分远,太空人在紧急情况下未能找到有效安全避难处,这使得维护哈勃望远镜变为一项极度危险的任务。   在美国东部时间2009年5月11日14点01分,美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。在此次太空之旅中,机上的7名宇航员通过5次太空行走对哈勃太空望远镜进行了最后一次维护,为其更换了大量设备和辅助仪器,这些更新主要包括:用第三代广域照相机(WFC3)取代WFPC2;安装新的宇宙起源频谱仪(COS)、取回该处的COSTAR光学矫正系统;修复损坏的先进巡天照相机(ACS);修复损坏的空间望远镜摄谱仪(STIS);替换损坏的精细导星传感器(FGS);更换科学仪器指令和数据处理系统(SIC&DH);更换全部的电池模组;更换所有的6个陀螺仪和3组定位传感器(RSU);更换对接环、安装全新的绝热毯(NBOL)、补充制冷剂等等。而这将会是哈勃空间望远镜最后一次的维护任务,会将哈勃空间望远镜的寿命延长至2013年后。届时发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜能接续哈勃空间望远镜的天文任务。

      根据(百度百科)编写,请朋友方家指正,共同讨论!
img.gif
 楼主| 太极张三丰 发表于 2011-5-5 23:22 | 显示全部楼层 来自: 中国–云南–昆明 电信
请教一下,望远镜的镜片抛光精度怎么理解?谢谢朋友们!
回复 顶~ 砸~

使用道具 举报

JoshuaShaw 发表于 2011-5-5 23:32 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 联通/优朋普乐(中国)科技有限公司
本帖最后由 JoshuaShaw 于 2011-5-5 23:37 编辑

哈勃在天上,不用赤道仪吧(估计需小的矢量推进装置)。曝光1天,也只不过差不到1度(360/365.25)吧?镜子多大都没问题呀?
如果能隔绝引力,比如靠一个电磁力把镜子悬浮起来。然后在一个真空的环境下,是不是镜子本身不需要赤道仪。惯性可以使镜
子自然的指向某一个地方。或者利用类似副科摆之类的玩意?这种赤道仪不用电,不花钱,多好?谁能给设计一个?
回复 顶~ 砸~

使用道具 举报

Lian 发表于 2011-5-5 23:49 | 显示全部楼层 来自: 中国–河南–郑州 联通
悬浮在哪?惯性使其转向了,怎么停住呢?
哈勃不用赤道仪。
回复 顶~ 砸~

使用道具 举报

 楼主| 太极张三丰 发表于 2011-5-5 23:58 | 显示全部楼层 来自: 中国–云南–昆明 电信
《百度百科》上的东西错误很多啊
回复 顶~ 砸~

使用道具 举报

本版积分规则

APP下載|手机版|爱牧夫天文淘宝店|牧夫天文网 ( 公安备案号21021102000967 )|网站地图|辽ICP备19018387号

GMT+8, 2024-11-27 19:54 , Processed in 0.084514 second(s), 8 queries , Gzip On, Redis On.

Powered by Discuz! X3.5 Licensed

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表