现代大型光学望远镜

现代大型光学望远镜

望远镜的集光能力随着口径的增大而增强，望远镜的集光能力越强，就能够看到更暗更远的天体，这其实就是能够看到了更早期的宇宙。天体物理的发展需要更大口径的望远镜。

但是，随着望远镜口径的增大，一系列的技术问题接踵而来。海尔望远镜的镜头自重达14．5吨，可动部分的重量为530吨，而6米镜更是重达800吨。望远镜的自重引起的镜头变形相当可观，温度的不均匀使镜面产生畸变也影响了成像质量。从制造方面看，传统方法制造望远镜的费用几乎与口径的平方或立方成正比，所以制造更大口径的望远镜必须另辟新径。

自20世纪70年代以来，在望远镜的制造方面发展了许多新技术，涉及光学、力学、计算机、自动控制、精密机械等领域。这些技术使望远镜的制造突破了镜面口径的局限，并且降低造价和简化望远镜结构。特别是主动光学技术的出现和应用，使望远镜的设计思想有了一个飞跃。

较有代表性的大型光学望远镜有凯克望远镜、欧洲南方天文台甚大望远镜、双子望远镜等。下面对几个有代表性的大型望远镜分别作一些介绍：

凯克望远镜1号和2号分别在1991年和1996年建成，这是当前世界上已投入工作的最大口径的光学望远镜，因其经费主要由企业家凯克捐赠而命名。这两台完全相同的望远镜都放置在夏威夷的莫纳克亚，将它们放在一起是为了做干涉观测。

它们的口径都是10米，由36块六角镜面拼接组成，每块镜面口径均为1．8米，而厚度仅为10厘米，通过主动光学支撑系统，使镜面保持极高的精度。焦面设备有3个：近红外照相机、高分辨率CCD探测器和高色散光谱仪。

像凯克这样的大望远镜，可以让人们沿着时间的长河，探寻宇宙的起源，凯克望远镜更是可以让我们看到宇宙最初诞生的时刻。

欧洲南方天文台自1986年开始研制由4台8米口径望远镜组成一台等效口径为16米的光学望远镜。这4台8米望远镜排列在一条直线上，它们均为RC光学系统，焦比是F/2，采用地平装置，主镜采用主动光学系统支撑，指向精度为1″，跟踪精度为0．05″，镜筒重量为100吨，叉臂重量不到120吨。这4台望远镜可以组成一个干涉阵，做两两干涉观测，也可以单独使用每一台望远镜。

凯克望远镜

双子望远镜是以美国为主的一项国际设备（其中，美国占50%，英国占25%，加拿大占15%，智利占5%，阿根廷占2．5%，巴西占2．5%），由美国大学天文联盟（AURA）负责实施。它由2个8米望远镜组成，一个放在北半球，一个放在南半球，以进行全天系统观测。其主镜采用主动光学控制，副镜作倾斜镜快速改正，还将通过自适应光学系统使红外区接近衍射极限。

该工程于1993年9月开始启动，第一台在1998年7月在夏威夷开光，第二台于2000年9月在智利赛拉帕琼台址开光，整个系统在2001年验收后正式投入使用。

昴星团（日本）8米望远镜是一台8米口径的光学/红外望远镜。它有三个特点：①镜面薄，通过主动光学和自适应光学获得较高的成像质量；②可实现0．1″的高精度跟踪；③采用圆柱形观测室，自动控制通风和空气过滤器，使热湍流的排除达到最佳条件。此望远镜采用Serrurier桁架，可使主镜框与副镜框在移动中保持平行。

大天区多目标光纤光谱望远镜是中国正在兴建中的一架有效通光口径为4米、焦距为20米、视场达20平方度的中星仪式的反射施密特望远镜。它的技术特色是：①把主动光学技术应用在反射施密特系统，在跟踪天体运动中作实时球差改正，实现大口径和大视场兼备的功能。②球面主镜和反射镜均采用拼接技术。③多目标光纤（可达4000根，一般望远镜只有600根）的光谱技术将是一个重要突破。