Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 56
А как будут наносить зеркальное покрытие и защищать его от атмосферы? И как в таких телескопах решают проблему атмосферной пыли, оседающей на зеркале?
Обычно, после напыления металла сверху наносят еще слой какого-нибудь SiO2 для химической и механической защиты. Как в таком случае напылять металл — вопрос довольно интересный, нужна вакуумная камера, в которую влезет восьмиметровое зеркало. Кроме того, как равномерно напылять на такой огромной площади тоже неясно.
Видели бы вы, как запылены большинство телескопов…
Их вообще стараются лишний раз не трогать, максимум сдувать пыль.
Их вообще стараются лишний раз не трогать, максимум сдувать пыль.
Есть Discovery_Channel_Telescope (только у него одно зеркало) и по дискавери показывали, как его изготавливали. Поищите ролик в интернете, там есть и про вакуумную камеру и про полировку.
Последнее время наметилась тенденция делать научно-популярное видео не с закадровым голосом, а какие-то дяди и тёти наговаривают текст на камеру и изредка мелькают кадры собственно вот телескопа в данном случае.
По поводу самого телескопа — там видимо будет нанесена серебрянная плёнка. Всегда было любопытно, как её чистят от пыли, не оставляя царапин?
По поводу самого телескопа — там видимо будет нанесена серебрянная плёнка. Всегда было любопытно, как её чистят от пыли, не оставляя царапин?
Серебро не самый лучший отражатель. Я думаю там будут другие сплавы, для таких-то целей когда каждый процент отражения на счету! И наносить скорей всего будут не пленкой а осаждением.
Кто лучший отражатель, зависит от длин волн. Серебро для видимого света — лучший, для ИК его быстро догоняет низкоуглеродистая сталь и многие другие. Для УФ серебро может быть хуже, например, индия. У индия вообще есть преимущество, что коэффициент отражения весьма постоянный в широком диапазоне длин волн, т.е. он не так искажает спектр, как серебро.
Для видимого света обычно используют напыление алюминия в вакууме и защитное покрытие поверх.
До появления этого способа (~1930) использовали химическое серебрение, но такое покрытие быстро портится (из-за соединений серы в атмосфере).
До появления этого способа (~1930) использовали химическое серебрение, но такое покрытие быстро портится (из-за соединений серы в атмосфере).
может сжатым воздухом?
На таком в солнечный день можно не мало картошечки пожарить.
Интересно почему не делают зеркала фасетчатые? Ведь плоские зеркала гораздо проще изготовить, отполировать и разрезать на шестиугольники.
Таких зеркал надо будет реально много, из-за своей плоскости(а её ведь тоже надо обеспечить по тем же нормам) они будут давать искажения плюс необходима система позиционирования для каждого из зеркал! А их много… масштабы, финансы…
Зато всю систему можно сделать плоской и любых размеров (и при этом ремонтопригодность всей системы будет просто огромной). Плюс к этому, коррекцию атмосферных искажений можно будет делать точнее. Правда, подозреваю, что для точного позиционирования каждый сегмент будет стоить весьма недурно + нужен будет небольшой датацентр для управления.
Ну как же! Ардуину на каждое зеркало, и все дела! :)
Почему не делают? В в начале статьи ссылки на европейского конкурента E-ELT и начало его строительства — habrahabr.ru/post/235507/, его делают именно из плоских шестиугольных зеркал. Разные подходы, разные сложности, разные технологии обеспечения требуемой точности.
Во-первых, дифракция на краях. И во-вторых, зеркало, набранное из плоских сегментов, годится разве что Архимеду, корабли поджигать. Для астрономических целей сегменты все равно должны быть параболическими, или хотя бы сферическими.
Например, плоский сегмент радиусом 10 см при фокусном растоянии 10 м даст разность хода лучей от края и от центра 0.5 мм. А это 1000 длин волны.
Например, плоский сегмент радиусом 10 см при фокусном растоянии 10 м даст разность хода лучей от края и от центра 0.5 мм. А это 1000 длин волны.
при заявленной точности не более 25 нанометров, процесс полирования должен происходить в тишине, ибо любое сотрясение (например трамвай проехал под землей) способно вывести всю заготовку в брак.
В тишине, в первую очередь, должен проходить контроль поверхности. Полируют зеркало очень медленно, снимая за раз совсем немного, трамвай тут вряд ли помешает. А вот на время интерферометрии наверняка объявляют «тихий час», и персонал даже на цыпочках старается не ходить :) Ну и всякие вибропоглощающие платформы никто не отменял.
А везти на место его как?
Это же сколько невезти будет если такое разбить? Тьфу, тьфу, тьфу.
У Перельмана вроде читал про идею рефлектора — вращать сосуд с ртутью. Из-за вращения жидкость примет параболическую форму. А управляя скоростью вращения можно изменять кривизну.
Там будет симметричная парабола, а не седловидная (об этом прямо сказано в тексте).
Плюс — страшно представить вес сосуда с ртутью, с помощью которо можно было бы получить зеркало такого размера!
(ну и напоследок — вряд ли астрономам сильно интересен телескоп, который может смотреть только в зенит)
Плюс — страшно представить вес сосуда с ртутью, с помощью которо можно было бы получить зеркало такого размера!
(ну и напоследок — вряд ли астрономам сильно интересен телескоп, который может смотреть только в зенит)
Я говорил только про идею, а не про реализацию. Как сделать нужную поверхность — это к гидродинамике (насколько я знаю крайне сложная область науки), скорее всего доаполнительными кинетическими моментами прямо в среде, можно как-то трансформировать «симметричную параболу».
Вес? Что в ртути такого ужасного? Есть куча металлов гораздо тяжелее (то же серебро). Плюс в жидкой фазе не возникают все эти «сопроматские проблемы» и внутренние напряжения. А вот кусок листового аллюминия вполне себе может обломиться.
Я думаю, даже смотреть в зенит, многим астрономам (и не только им) вполне интересно. Плюс, не забывайте — жидкость-то у нас вращается, центростремительные силы будут помогать.
Точность всяко будет ниже, чем у фиксированного зеркала, но динамичность всей конструкции даст другие преимущества. Ну и ещё можно помечтать о всяких там электромагнитных подвесах.
Вес? Что в ртути такого ужасного? Есть куча металлов гораздо тяжелее (то же серебро). Плюс в жидкой фазе не возникают все эти «сопроматские проблемы» и внутренние напряжения. А вот кусок листового аллюминия вполне себе может обломиться.
Я думаю, даже смотреть в зенит, многим астрономам (и не только им) вполне интересно. Плюс, не забывайте — жидкость-то у нас вращается, центростремительные силы будут помогать.
Точность всяко будет ниже, чем у фиксированного зеркала, но динамичность всей конструкции даст другие преимущества. Ну и ещё можно помечтать о всяких там электромагнитных подвесах.
Роберт Вуд сделал это в 1908 году: cunc.ru/rtutnyi-teleskop.html
Подозреваю, что инженеры скорее ответят «сами вращайте урановыми ломами сосуды с ртутью»
Вас кто-то обманул по поводу серебра — у него плотность меньше ртути намного :)
Асимметричная форма нужна только для шести внешних зеркал, чтоб компенсировать искажения из-за падения света под углом к оси. Для одного зеркала симметричный эллиптический парабоид — идеальная форма.
Там легкая параболическая чаша и слой ртути толщиной в миллиметр. Для компенсации вертикальности можно подумать о чем-то типа перископа. Он тоже потребует огромных зеркал, зато плоских
Такой уже есть. Главная проблема в том, что направление этого зеркала нельзя менять.
Тут чуть выше уже намекнули, что можно «менять его направление» — с помощью другого зеркала, огромного плоского, расположенного сверху. Вот так:
Схема
Зелёный — реальный ход лучей (из бесконечности, параллельных) чёрные — зеркала (причём параболическое — строго вертикально), пунктир — «изображение телескопа и построенного им изображения в плоском зеркале», в котором параболическое — не вертикально, оно как бы повёрнуто наклонным плоским зеркалом
Зелёный — реальный ход лучей (из бесконечности, параллельных) чёрные — зеркала (причём параболическое — строго вертикально), пунктир — «изображение телескопа и построенного им изображения в плоском зеркале», в котором параболическое — не вертикально, оно как бы повёрнуто наклонным плоским зеркаломОтлично, теперь надо сделать плоское зеркало еще большей площади с такими же малыми отклонениями поверхности.
Что несравненно проще, чем параболическое, да ещё и не являющееся поверхностью вращения.
И, кстати говоря, неправда ваша. Поскольку лучи на зеркало падают почти по касательной, его отделка в этом «длинном» направлении может быть гораздо более грубой, совершенно без ущерба для качества изображения. Для зеркального отражения характерный размер неровностей должен быть не более λ/cos(θ), где θ — угол падения (между лучом и нормалью), λ — длина волны света. Если мы захотим посмотреть «почти в зенит», зеркало будет нужно очень длинное, но зато cos(θ) будет очень мал, и это позволит иметь весьма грубую поверхность «в длину». В направлении «в ширину», конечно, таких послаблений нет. То есть, неровности в лучшем случае будут «поперечными полосками».
Экстремальный противоположный случай предполагает зеркало под углом 45%, тогда объект наблюдения находится у горизонта. Так астрономы вообще-то не наблюдают звёзды — свет проходит заметно больший слой атмосферы, и качество картинки будет лимитироваться этим аспектом, а не зеркалами (это даже видно невооружённым глазом — у горизонта закатная луна слегка «дрожит»). Плоское зеркало в этом случае потребуется минимальных размеров — длина в полтора раза больше, чем ширина и диаметр параболического зеркала.
Экстремальный противоположный случай предполагает зеркало под углом 45%, тогда объект наблюдения находится у горизонта. Так астрономы вообще-то не наблюдают звёзды — свет проходит заметно больший слой атмосферы, и качество картинки будет лимитироваться этим аспектом, а не зеркалами (это даже видно невооружённым глазом — у горизонта закатная луна слегка «дрожит»). Плоское зеркало в этом случае потребуется минимальных размеров — длина в полтора раза больше, чем ширина и диаметр параболического зеркала.
А что такое седловидная парабола?
Существуют седловидные поверхности —
например, гиперболический параболоид,
но это совсем не парабола.
Существуют седловидные поверхности —
например, гиперболический параболоид,
но это совсем не парабола.
А если ртутный телескоп на орбиту притаранить? По идее, зенит ему там не помеха, было бы вращение (не только зеркала но и станции).
Мой отец в 80-х работал в НИИ кварцевого стекла. Там среди прочего тоже делали огромные «сверхточные» зеркала, правда вроде плоские и для военных, метра под 3 диаметром. Тогда это было на пике технологий. Делали на сколько помню не спеканием, а газовым напылением.
А еще там был офигенный машинный зал. И «тараканьи бега» на зеленом экране.
А еще там был офигенный машинный зал. И «тараканьи бега» на зеленом экране.
А почему зеркало из стекла а не из алюминия, например?
Потому, что алюминий раширяется при нагревании.
А стекло?
Опять к Перельману)) Почему лопается холодный стекляный стакан, если в него налить кипяток, а, например, стакан из кварцевого стекла не лопается?
Ответ: Для кварцевого стекла характерна высокая термическая стойкость, коэффициент линейного термического расширения менее 1·10−6 К−1 (в диапазоне температур от 20 до 1400 °C).
Ответ: Для кварцевого стекла характерна высокая термическая стойкость, коэффициент линейного термического расширения менее 1·10−6 К−1 (в диапазоне температур от 20 до 1400 °C).
Там не стекло, там ситал.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Как делают гигантские зеркала для телескопов