用液体镜做望远镜

by Yan on 6月 21, 2007

新一期《Nature》上有一篇文章(Nature 447, 979-981 (21 June 2007) ),介绍了在液体上镀金属膜的工作,他们说目的是做月球望远镜。原来作者之一 Ermanno F. Borra 在 1991 年曾经提出过使用液体镜为主镜来做月球望远镜的想法。

在月球上建望远镜的好处在于“空气稀薄”。大气保护了地球上的生命,也阻碍地球上的生命了解外界。一方面,由于大气的吸收,部分谱段的光到达不了地球表面;另一方面,由于空气的扰动,影响了地球上天文望远镜的分辨率。因此人们发射哈勃之类太空望远镜来避开这些困难。自然而然地,人们也会想到在月球上建天文台。:)

液体镜望远镜的最大优势,根据 WikiPedia,是便宜,只有常规望远镜的 1%。不清楚为啥液体镜对月球望远镜这么有吸引力,也许是运输、安装方便方面的因素吧。

液体镜的原理挺简单,就是把液体放容器里,然后旋转,液体表面自然地会成为弧面。如果是理想的抛物面,那就可以用来做理想的凹面镜了。不过技术上实现起来不容易。这个想法居然可以上溯到牛顿,不过到 1872 年,才有人(Skey)真正做了些尝试。1909 年的时候 Robert Wood 成功地制作了一台 51 厘米的液体镜望远镜。但后来他放弃了这个工作,因为这样的液体镜只能面向重力的反方向,因此做成的天文望远镜只能看天顶,不可以调角度。

虽然有这样的局限性,但有些天文研究(比如:long-term sky surveys,supernova searches,根据 WikiPedia)并不受其影响。而且,天文学家们也发展了一些技术来弥补缺陷;可倾斜的液体镜也在研究中。

Ermanno F. Borra 所在的 UBC 已经建了一台 6m 直径的液体主镜望远镜。关于在月亮上建大型液体主镜望远镜的想法似乎也没停止过,Wired 上有一篇相关报道

以上图片来自 UBC LMT 网站。

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