清晰度比哈勃太空望遠鏡強10倍,世界上最大的望遠鏡片是怎麼造出來...

2020-12-03 兩個質子

雖然發明望遠鏡的人並不是伽利略,但拓展天文望遠鏡的功勞完全可以算在他頭上。

在這位義大利博學家涉足光學之前,天文學家使用的望遠鏡最多只能放大三倍,根本看不清幾百上千萬公裡之外的天體。1609年,伽利略製作了他的第一臺望遠鏡,將放大倍數提高到二十倍,幫助人們作出了早期天文學的一些最重大發現,比如四顆木星衛星和太陽黑子。

現在,天文學家一如既往地依靠望遠鏡來觀察宇宙,但現代望遠鏡的複雜性和大小會讓伽利略驚掉下巴。位於現代望遠鏡學最前沿的是巨型麥哲倫望遠鏡(GMT),這是新一類陸基光學儀器「極大望遠鏡」中的頭一個。

按計劃,GMT將在9年後投入使用,其有效孔徑(衡量望遠鏡光學「強度」的一個標準)將達到現有最大光學望遠鏡的兩倍。這一工程壯舉在很大程度上歸功於巨型透鏡生產工藝的改進,沒人比亞利桑那大學鏡面實驗室的科學家更清楚這一點。天文學家需要強大的透鏡時,就會求助於該實驗室。

「這幾乎是目前能鑄造出來且可以移動的鏡片的極限,」巨型麥哲倫望遠鏡組織總裁羅伯特·謝爾頓(Robert Shelton)說,「這真是不可思議的工程壯舉。」

世界上最大望遠鏡鏡面尺寸比較,GMT位於右下方

GMT包含七塊鏡片。11月3日,鏡面實驗室開始鑄造第五塊鏡片。鑄造工作在亞利桑那大學橄欖球場地下的一個巨大設施內進行,第一步是把近20噸的玻璃融化成液體。

放置玻璃塊的六角形模子

在此過程中,環形爐被加熱到1165攝氏度,並以每分鐘五圈的速度旋轉,持續四個小時。謝爾頓說,這種緩慢的旋轉有助於確保鏡片被鑄造成拋物線形狀,塑形的工作量比平面鏡片更少。

旋轉的鏡面實驗室熔爐

液化的玻璃流入熔爐中的六角形模子後,熔爐的旋轉速度變慢,等玻璃被冷卻需要大概三個月。

然後是玻璃的塑形和打磨,消除表面的所有瑕疵。為此,鏡面實驗室的工程人員利用運行特製算法的機器,來保證鏡片足夠光潔,達到GMT的要求。這個過程(需要大概一年半的時間)結束後,該鏡片的精度可以達到光波長的二十分之一或者人類頭髮絲寬度的千分之一。

每塊鏡片從訂購玻璃到儲存鏡片成品的整個過程需耗時大約五年。

GMT第一塊鏡片在2005年開始鑄造,2012年完成打磨過程,目前存放在亞利桑那大學附近的一個地方,以後將運往智利的阿塔卡馬沙漠。那裡是GMT的所在地。

謝爾頓說,GMT所有鏡片將在2023年完工。他希望,GMT可以在2026年「開光」,進行第一次觀測。這將使GMT成為目前擬建的三臺極大望遠鏡中第一個(也許是唯一一個)投入使用的。另外兩套(夏威夷的30米望遠鏡和智利的歐洲極大望遠鏡)因為地權糾紛和資金問題而被嚴重推遲。

技術人員把玻璃塊鋪在熔爐模子上

謝爾頓說,第四塊鏡片完成打磨後,前四塊鏡片將用大型貨櫃運往智利,運費為每塊40萬美元。鏡片將被貨車拉到GMT所在的山頂,行駛速度只有每小時3.2公裡,以確保鏡片的安全。然後,鏡片將被安裝好進行初步測試,在最後三塊鏡片裝上後,還會進行同樣的測試。

投入使用後,GMT將成為天文學家觀察宇宙的一大助力。其七塊鏡片將使GMT的有效孔徑接近25米,是目前最大望遠鏡(西班牙的加那利大型望遠鏡)的2.5倍,產生的紅外圖像清晰度是哈勃太空望遠鏡的十倍。

GMT效果圖

GMT將用於多個研究項目,包括探索碳和氮等基本元素的起源,宇宙第一批恆星的形成,暗物質和暗能量的性質,以及尋找銀河系裡的外星生命。

但在此之前,研究人員將繼續孜孜不倦地努力工作,在那個地下實驗室裡為熔化的玻璃塑形,讓我們可以更好地觀測宇宙。

相關焦點

  • 世界10大天文望遠鏡,第五拍照清晰度超哈勃望遠鏡10倍
    1、加那列大型望遠鏡:加那列大型望遠鏡位於西班牙帕爾馬加那列島嶼上的一個小島上面。這個望遠鏡是西班牙政府和墨西哥研究機構以及美國佛羅裡達州大學共同建造的一個大型的望遠鏡,據說這個大型的望遠鏡投資1.75億美元。
  • 解密在建世界最大天文望遠鏡 清晰度是哈勃十倍
    自從伽利略將望遠鏡攝向茫茫太空,人們對宇宙的認識不斷加深。目前,中國正在參與建設一個直徑達30米的天文望遠鏡,如同一隻巨眼,探索宇宙的秘密。它會給我們帶來什麼驚喜?是否會顛覆我們對宇宙的認識?
  • 世界上最貴的望遠鏡,消耗資金43億,清晰度是哈勃的10倍!
    世界上最貴的望遠鏡,消耗資金43億,清晰度是哈勃的10倍!對望遠鏡,相信大家都不會陌生,但是耗資13億做成的望遠鏡已見過嗎?這種望遠鏡叫做大麥哲倫望遠鏡,又稱巨型望遠鏡,是用華盛頓卡內基研究所和大學,大學大學聯合大型大型光學鏡計劃在2022年投入使用單位智利的拉斯坎帕納斯天文臺由七塊直徑8.4米的境地境地,直徑有21.41點四米。
  • 新太空望遠鏡圖像清晰度將超哈勃1000倍
    原標題:新太空望遠鏡圖像清晰度將超哈勃1000倍   科技日報北京3月15日電 (記者劉霞)美國科學家宣稱,他們正在研製一款新的在軌望遠鏡,其生成的圖像將比美國國家航空航天局(NASA)的哈勃太空望遠鏡提供的圖像清晰1000倍,而且發射成本更低。
  • 世界上最大天文望遠鏡是誰?會是中國製造嗎?清晰度是哈勃十倍哦
    自從伽利略將望遠鏡攝向茫茫太空,人們對宇宙的奧秘的追求就一直沒有停止過,2016年9月世界上出現了最大、威力最強的單天線射電望遠鏡,是哪個國家製造的呢?它背負著在廣袤浩瀚的宇宙中為人類尋找更多太空奧秘的重要使命。一起來看看吧!
  • 比哈勃清晰10倍!最大天文望遠鏡揭秘
    自從伽利略將望遠鏡攝向茫茫太空,人們對宇宙的認識不斷加深。目前,中國正在參與建設一個直徑達30米的天文望遠鏡,如同一隻巨眼,探索宇宙的秘密。它會給我們帶來什麼驚喜?是否會顛覆我們對宇宙的認識?近日,負責該項目的美國天文學家戈登·斯韋爾斯做客由南方都市報和廣東科學中心聯合主辦的小谷圍科學講壇,介紹這隻神秘巨眼可能窺探到的世界。
  • 世界上最大的光學望遠鏡開建,比「哈勃」牛!【知力百科】
    巨型麥哲倫望遠鏡概念圖巨型麥哲倫望遠鏡組織近日宣布,11個國際合作夥伴已經承諾將投資5億美元建造新一代極大望遠鏡,巨型麥哲倫望遠鏡建成後有望成為世界上最大的光學望遠鏡。科學家認為巨型麥哲倫望遠鏡的主要觀測目標為系外行星、黑洞、遙遠恆星和星系的光線等。巨型麥哲倫望遠鏡能夠讓科學家更加深入觀測宇宙,比以往任何時候更加接近時間的起點。巨型麥哲倫望遠鏡由美國亞利桑那大學主導研發,集成先進的光學技術和工程製造技術,聚光面直徑為82英尺,接近25米,包括7個獨立的鏡面,每個鏡面直徑為8.4米。
  • 美國擬建成最大天文望遠鏡 天眼可蓋過哈勃10倍
    「大麥哲倫」(GiantMagellanTelescope),它將坐落於智利拉斯卡姆帕納斯地區,成像清晰度將達到「哈勃」望遠鏡的10倍。除此之外,「大麥哲倫」上還將裝備一臺光學適應系統。藉助該儀器,它的成像清晰度將達到「哈勃」太空望遠鏡的10倍。  「我希望『大麥哲倫』的每一面鏡子與數學的完美表面相比,都能維持差距在百萬分之一英寸內。這棘手之處在於,我們必須知道接下來該磨哪裡、該用多少力道。」被譽為美國巨型天文望遠鏡之父、年屆64歲的羅傑·安吉爾表示。
  • 美擬研製革命性太空望遠鏡:超哈勃1000倍
    美擬研製革命性太空望遠鏡:超哈勃1000倍   美國科學家公布了一項雄心勃勃的計劃,研製一架具有革命性的太空望遠鏡,被稱之為「阿拉戈望遠鏡」,能夠提供清晰度達到哈勃太空望遠鏡1000倍的宇宙圖像。這一設想由一架在軌太空望遠鏡以及置於望遠鏡前方的一個不透光碟形裝置構成。這個盤被稱之為「遮星盤」,直徑可達到0.5英裡(約合805米),用於彎曲光線,將光線聚集到一個中心點。
  • 建成後遠超哈勃,將會是人類史上最大最清晰的望遠鏡!
    人類很早就開始抬頭仰望宇宙,而人的視覺是有限的,為了觀察遙遠的星體伽利略創造了人類的第一個折射式望遠鏡。為了解決色差的問題,1668年牛頓發明了反射式望遠鏡,就這樣隨著人們的好奇心越來越強,望遠鏡也不斷的被改進,性能也越來越強大。
  • 哈勃是最大的光學太空望遠鏡,為什麼沒造個更大的?沒有實際意義
    人們假如想要觀察到太空中距離我們非常遠的天體,就需要一雙特殊的眼睛,即望遠鏡。望遠鏡有很多種,我們先來了解光學太空望遠鏡。這種太空望遠鏡越大的話,我們就能觀察的越遠,理論上是這樣,但也受一些因素限制,為什麼是這樣呢?
  • 揭開宇宙奧秘:羅曼太空望遠鏡來了,視野比哈勃望遠鏡大100倍
    美國宇航局(NASA)戈達德太空飛行中心的羅曼太空望遠鏡地面系統項目科學家肯·卡彭特說:對於這次任務來說,這是一個令人興奮的裡程碑,我們正在按部就班地及時完成數據系統的發射,我們期待著它將帶來的突破性科學。羅曼太空望遠鏡將擁有與哈勃太空望遠鏡相同的解析度,但捕捉到的視野幾乎是哈勃太空望遠鏡的100倍(如下圖2哈勃視野,圖3羅曼視野)。
  • 史上最大的天文望遠鏡:哈勃望遠鏡
    史上最大的天文望遠鏡:哈勃望遠鏡最大的天文望遠鏡遙遠的古代,人們用肉眼來觀察宇宙,能足度相當有限。後來,天文望遠鏡幫助天文學家們獲得了一批又一批寶貴的觀測資料、使人們能更加深人地探索宇宙。隨著人們探素欲望的不斷增強、天文望遠鏡也是越做越大。
  • 迄今最大天文望遠鏡成像精度是「哈勃」的10倍
    這些都是天文學家探索清單上的問題。現在,為了找到這些終極問題的答案,他們要「鳥槍換炮」了。  據美國有線電視新聞網報導,天文學家正計劃在位於智利的坎卡納天文臺安裝一個大型天文望遠鏡——巨型麥哲倫望遠鏡(GMT)。這將是地球上最大的光學望遠鏡,它的建成將帶來深太空探索的新時代。
  • 強強聯合,中俄提出新的太空望遠鏡計劃,或將是哈勃望遠鏡的五倍
    據俄羅斯媒體報導:來自中國科學院和俄羅斯科學院天文研究所的專家提出了大型軌道望遠鏡的概念,在這次項目中,兩國科學家提出了一個建造一個帶有10米鏡片的望遠鏡,該望遠鏡是由36個部分組成,然而哈勃望遠鏡也只配備了直徑2.4米的鏡片,也就是說中國和俄羅斯提出的大型軌道望遠鏡將會是哈勃空間望遠鏡的5倍。
  • 無鏡頭太空望遠鏡能比哈勃強1000倍
    哈勃太空望遠鏡進入太空以來,已經為我們帶來令人難以置信的圖像,但它的使用壽命結束之後,有沒有新的太空望遠鏡來取代哈勃。
  • 哈勃望遠鏡25周年 中國建世界最大射電望遠鏡
    哈勃望遠鏡大概是世界上最著名的望遠鏡了。不知不覺哈勃望遠鏡25周年了。25年裡,它為人類帶來無數神奇而瑰麗的照片。甚至它捕捉的照片正從根本上改變著我們對宇宙的認識。很多網友感慨25年了,中國也沒有這樣的望遠鏡。
  • ...射電望遠鏡|宇宙|nasa|望遠鏡|天文學|哈勃太空望遠鏡
    30年來的勤勤懇懇,哈勃望遠鏡對於天文研究者們來說,早已不是三言兩語能概括的。哈勃望遠鏡口徑為2.4米(7.9英尺),其四個主儀器可觀測波段包括紫外線、可見光與近紅外線。哈勃望遠鏡拍攝了多張可見光細節的圖片,增加了人類對太空深處的了解。哈勃望遠鏡已有許多觀測結果幫助天文物理得到突破,例如確定宇宙的膨脹率。美國哈勃太空望遠鏡發現了一顆滾燙的「橄欖球」狀系外行星。
  • 哈勃太空望遠鏡的工作原理
    哈勃太空望遠鏡從太空梭的貨艙部署。要了解有關哈勃望遠鏡的更多信息,請訪問探索頻道。查看更多哈勃太空望遠鏡圖片。你有沒有盯著夜空,想知道宇宙近在咫尺?我們大多數人都被迫看星星只用我們的眼睛,尋找在茫茫黑夜光抽血。
  • 科學家將設迄今最大天文望遠鏡 精度是"哈勃"10倍
    原標題:科學家將設迄今最大天文望遠鏡   巨型麥哲倫望遠鏡效果圖這些都是天文學家探索清單上的問題。現在,為了找到這些終極問題的答案,他們要「鳥槍換炮」了。   據美國有線電視新聞網報導,天文學家正計劃在位於智利的坎卡納天文臺安裝一個大型天文望遠鏡——巨型麥哲倫望遠鏡(GMT)。這將是地球上最大的光學望遠鏡,它的建成將帶來深太空探索的新時代。