日本儿童网

Web Japan 中文首页 > 日本儿童网 > 高新科技 > 昴星望远镜 > 汇聚了世界上最先进的技术


高新科技

昴星望远镜


汇聚了世界上最先进的技术

照片

仰视望远镜的照片(国立天文台)


照片

由最先进技术制造的主镜头(国立天文台)

“昴星”的观测成果,来源于其拥有世界最先进技术的装置。那么,它到底使用了哪些技术呢?


望远镜的口径越大,就越能细致地看到较暗的天体。但是,镜头越大,自身的重量也越重,只要气温发生些微的变化,就容易导致镜面发生扭曲。在正确的球面上研磨这种镜面是非常困难的,支撑镜头的支架也非常费事。


“昴星”镜头使用的是对温度变化适应性较强的特殊玻璃,厚度为20厘米,比以往的望远镜要薄得多。镜面是由一家专门生产镜材的美国厂家制造的,制作完成需要3年半的时间。哪怕镜面上有小小的凹凸,也会使星光偏离焦点,使影像模糊不清。因此,在制作的最后阶段,要用激光对镜面进行多次检查,据说最后有时还需要技术人员直接用手沾上最细的研磨粉进行研磨。日本国立天文台负责监督研磨工作的职员中,曾有人因过度紧张而患上胃炎住进医院。


只制作出镜片,望远镜是无法使用的。为了开发出能够对镜头获得的数据进行记录、分析的观测装置,众多日本企业参与其中,包括尼康、佳能等著名的光学仪器公司,以及索尼、富士通、滨松光子学公司等企业。


主镜头的支撑臂是制作“昴星”过程中开发出来的最先进技术之一。这是一种用261根支架(制动器)从背面支撑巨大镜头的装置,由日本三菱电机研制开发。在制作“昴星”过程中难度最高的,就是如何制动直径达8.2米的巨大镜头。按照以往的常识,出于对镜头重量及精度的考虑,望远镜的直径被认为不能超过帕洛马山天文台的5米。以前望远镜镜头的厚度必须达到直径的几分之一,要制作直径8.2米的镜头,其重量将达一百几十吨。“昴星”的主镜头却达到了令人惊异的20厘米厚、23吨重的程度。但是,这么薄的镜面,移动时会由于自身重量的原因导致变形。因此,技术人员们设计制作了可以活动的镜头支撑臂,随时用计算机剖析261根支架中每根支架所承受的重量,对镜面产生的细微扭曲进行调整。这样一来,便可将镜头的误差控制在0.1微米(万分之一毫米)之内。在使世界最大镜头投入实际使用的背后,有着技术人员们不同寻常的努力。无论是镜头,还是支撑镜头的其他部分,都体现着新技术的结晶。


照片

用于调整镜面误差的制动器(国立天文台)

被选为“昴星”设置地点的夏威夷岛莫纳克亚山是观测天体的绝佳场所。由于夜空光线较暗,而海拔4205米的莫纳克亚山山顶空气纯净干燥,因此非常适合观测天体。另一个有利之处是,这里晴天的概率很高,达60%以上,每年有260天可以进行观测。


但是,山顶有风,平均风速达7.5米,这将使放置望远镜的圆顶室内产生气温变化,或因为直接迎风而导致望远镜镜面变形。有时由于大气的变化,还会使得星星的影像模糊不清。


照片

雪中的莫纳克亚山顶。这里设置了世界各国的望远镜。(国立天文台)


人们为此在各方面下了很大工夫。包括将圆顶室建造成椭圆柱形的防风建筑,在接受光线照射的望远镜圆顶开口部上安装削弱风力的遮蔽物等。


“昴星”真可谓是最先进技术的集合体。