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多鏡面望遠鏡

多鏡面望遠鏡(Multiple Mirror Telescope,縮寫為MMT)是史密松森研究所亞利桑那大學共同建造的一台口徑為6.5米的光學望遠鏡,位於美國亞利桑那州圖森市以南60公里的霍普金斯山的山頂,這裡是史密松森研究所下屬的弗雷德·勞倫斯·惠普爾天文台的所在地。多鏡面望遠鏡最初是一台由6個跨徑1.8米的正六邊形鏡面組合成的望遠鏡,等效口徑為4.5米,於1974年建成,在當時是世界上口徑第三大的光學望遠鏡。1985年,研究人員決定將它改建為一台口徑6.5米的單鏡面望遠鏡,以獲得更大的聚光面積和視場。

1998年3月2日,原來的多鏡面望遠鏡開始拆卸,1999年3月25日由亞利桑那大學史都華天文台鏡面實驗室澆築成形的6.5米口徑硼硅玻璃主鏡運抵現場,在同年5月17日進行了第一次觀測,並在2000年5月20日正式投入使用[1]

目錄

由來

目前最大的單鏡面 反射望遠鏡的口徑已達 8.2米,譬如日本天文台在美國夏威夷建造的昴星團望遠鏡[2]。如果製造更大的單塊鏡面,工藝上有很大困難,而且價格過於昂貴,因而近年來提出用多鏡面望遠鏡來增大有效口徑。

典型是歐洲南方天文台甚大望遠鏡(VLT),其中VLT四台望遠鏡的主鏡口徑均為8.2米,組合等效口徑為16米。

誕生

方案一

1971年美國開始研製第一架多鏡面望遠鏡(MMT),安裝在霍普金斯山,1979年運轉,主要用作天體的紅外輻射觀測。這架望遠鏡由六個口徑各為 1.8米的卡塞格林望遠鏡組成。六個望遠鏡繞中心軸排成六角形,六束會聚光各經一塊平面鏡射向一個六面光束合成器,後者把六束光聚在一個共同焦點上。組合後的口徑相當於 4.5米。光軸上有76厘米卡塞格林望遠鏡。它除用於導星外,主要用來發出檢測六個鏡筒的光學系統的激光。每個鏡筒內的副鏡可受控而作微小的轉動和伸縮,以校正被激光及其硅檢測器檢出的失調量。這種能隨時對光束進行校正的光學技術稱為「主動光學」。六個鏡筒的星像既可以互相重合,也可以沿恆星攝譜儀狹縫排成一行以提高星光的利用率。VLT採用了更為先進的光學干涉技術,組成它的4個8.2米單鏡既能單獨使用,又能組合起來,達到一個16米口鏡望遠鏡的集光力分辨力

方案二

另一種多鏡面方案,則是把很多圓形或六角形的鏡面直接排列起來, 利用精度極高的定位系統使它們的鏡面處於一個共同的大拋物面上,每個鏡面成為拋物面主鏡的一部分。例如美國霍比-埃伯利望遠鏡(Hobby-Eberly Telescope,HET)位於美國得克薩斯州麥克唐納天文台,口徑為9.2米,是一台固定機架的球面望遠鏡。HET主鏡由91塊八邊形的子鏡面拼接而成,等效口徑9.2米,焦距13.08米。每個子鏡面直徑1米,厚5厘米,用超低膨脹的微晶玻璃製成。位於美國夏威夷的莫納克亞山上的兩台凱克望遠鏡(口徑10米)也採用了這種技術。

正在建造和研製中的巨型麥哲倫望遠鏡( GMT,口徑25米)和歐洲極大望遠鏡(E-ELT,口徑39米)也是採用了多鏡面主動光學技術

優點

多鏡面望遠鏡的主要優點是:合成的口徑大,鏡筒很短,因而望遠鏡裝架堅固,觀測室的尺寸不大,造價顯著降低。

視頻

多鏡面望遠鏡 相關視頻

光學望遠鏡變倍測試

參考文獻

  1. 世界著名天文望遠鏡集錦 ,新浪博客,2010-02-28
  2. 昴宿星團望遠鏡 ,新浪,2008-10-03