Espejo segmentado
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Un espejo segmentado es una matriz de espejos más pequeños diseñados para funcionar como un solo espejo. Los segmentos pueden ser esféricos o asimétricos (si los segmentos van a formar parte de un espejo parabólico [1] ). Se utiliza como lente en grandes telescopios reflectores . Todos los segmentos deben pulirse a una forma precisa y alinearse usando un sistema de óptica activa controlado por computadora usando actuadores.
La idea en sí y las tecnologías necesarias se desarrollaron originalmente bajo la dirección de Jerry Nelson en el Laboratorio Nacional. Lawrence en Berkeley y la Universidad de California en la década de 1980, y desde entonces se ha extendido por todo el mundo hasta tal punto que prácticamente todos los futuros grandes telescopios ópticos se planifican utilizando espejos segmentados.
En la URSS, la tecnología se probó en el telescopio experimental "Síntesis", que se puso en funcionamiento en el Observatorio Astrofísico de Crimea en 1978. [2]
Aplicación
Existe un límite tecnológico para el tamaño de los espejos principales, que consisten en una sola pieza de vidrio. Dichos espejos monolíticos no pueden tener más de ocho metros de diámetro. Los espejos monolíticos más grandes en uso son los espejos principales del Gran Telescopio Binocular , cada uno de 8,4 metros de diámetro. El uso de un espejo segmentado es la clave para el desarrollo de telescopios de gran apertura [3] [4] . El uso de un espejo monolítico de más de 5 metros es extremadamente costoso debido al costo tanto del espejo como de la estructura que lo soporta. Además, los espejos más grandes se deformarán significativamente por su propio peso cuando se gira el telescopio [5] [6] , lo que cambiará la forma exacta de la superficie. Los segmentos son mucho más fáciles de crear, transportar, instalar y mantener en una posición determinada, incluso para espejos grandes.
La complejidad de usar espejos segmentados es la necesidad de especificar la forma exacta, a menudo asimétrica, de los segmentos, así como el requisito de un sistema de montaje controlado por computadora. Además, la presencia de segmentos provoca la aparición de efectos de difracción en la imagen final.
Telescopios que utilizan espejos segmentados
Muchos de los telescopios ópticos más grandes del mundo utilizan espejos segmentados. Algunos de estos telescopios se presentan a continuación.
Los dos telescopios, los más famosos entre los instrumentos del Observatorio de
Mauna Kea , están ubicados a una altitud de 4145 metros cerca de la cumbre de
Mauna Kea en Hawai, EE. UU. Ambos telescopios están equipados con espejos primarios de 10 metros.
El Telescopio Hobby-Eberle es un telescopio de 9,2 metros ubicado en
el Observatorio McDonald en el oeste de Texas a una altitud de 2026 metros. El espejo primario consta de 91 segmentos hexagonales. El espejo principal del telescopio se fija en un ángulo de 55 grados y puede girar alrededor de la base. Se puede rastrear un objeto moviendo instrumentos en el foco del telescopio, esto le permite observar el 70-81% del cielo, mientras que un solo objeto se puede observar por hasta dos horas.
SALT es un telescopio de 10 metros, destinado principalmente a observaciones espectroscópicas. De propiedades similares al telescopio Hobby-Eberle, el espejo también consta de 91 segmentos hexagonales, cada uno de aproximadamente 1 metro de tamaño, las dimensiones totales del espejo son 11,1 m por 9,8 m
[7] . Ubicado cerca de la ciudad de Sutherland en la región semidesértica de
Karoo en Sudáfrica. Es un instrumento del
Observatorio Astronómico de Sudáfrica , el observatorio nacional de Sudáfrica.
También llamado GranTeCan, tiene un espejo de 36 segmentos
[8] [9] . El espejo principal tiene un diámetro de 10,4 metros, mientras que el telescopio es uno de los instrumentos más grandes de su tipo. GranTeCan está ubicado en
el Observatorio del Roque de los Muchachos en las Islas Canarias.
Telescopio en la provincia de
Hebei en China. Consta de dos espejos rectangulares formados por 24 y 37 segmentos. Cada segmento hexagonal mide 1,1 metros.
Los 18 segmentos del espejo se fabricaron principalmente en 2011
[10] . Se decidió hacer el espejo no sólido, sino a partir de segmentos plegables que se desplegarán en órbita, ya que las dimensiones del espejo sólido no permitirían colocarlo en el vehículo de
lanzamiento Ariane-5 . Cada uno de los 18 segmentos hexagonales del espejo
mide 1,32 metros de borde a borde.
Notas
- ↑ W. Patrick McCray - Telescopios gigantes - Página 107 . Consultado el 26 de marzo de 2021. Archivado desde el original el 10 de enero de 2018. (indefinido)
- ↑ Observatorio astrofísico de Crimea RAS, SV Nazarov, AS Kharchenko, CNTEE, AS Krivenko. Modernización del telescopio ”Sintez” en CrAO RAS // Astronomía y exploración espacial: Conferencia científica de toda Rusia con participación internacional de estudiantes y jóvenes científicos dedicados a la memoria de Polina Evgenievna Zakharova. - Ural University Press, 2021. - P. 145–148 . - ISBN 978-5-7996-3229-8 . -doi : 10.15826 / B978-5-7996-3229-8.35 .
- ↑ Nickerson, Colin . Mucho tiempo sin vernos (5 de noviembre de 2007). Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. Consultado el 26 de marzo de 2021.
- ↑ Hoja de datos del kit científico del telescopio Keck, Parte 1 . SCI Space Craft Internacional (2009). Consultado el 11 de noviembre de 2009. Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2016. (indefinido)
- ↑ Bobra, Mónica Godha (septiembre de 2005). “El mantra sin fin: Innovación en el Observatorio Keck” (PDF) . MIT. Archivado desde el original (PDF) el 5 de junio de 2011 . Consultado el 11 de noviembre de 2009 .
- ↑ Yarris, Lynn La revolución en el diseño de telescopios debuta en Keck después del nacimiento aquí . Laboratorio de Ciencias@Berkeley . Laboratorio Lawrence Berkeley (invierno de 1992). Consultado el 11 de noviembre de 2009. Archivado desde el original el 22 de diciembre de 2017. (indefinido)
- ↑ Segmentos de espejo . Sitio web del Gran Telescopio de África Meridional . SOAA. Consultado el 10 de mayo de 2013. Archivado desde el original el 7 de julio de 2013. (indefinido)
- ↑ Comienzan las pruebas en el telescopio de Canarias Archivado el 5 de julio de 2018 en Wayback Machine BBC el 14 de julio de 2007
- ↑ El telescopio gigante comienza a rastrear el espacio Archivado el 11 de mayo de 2020 en Wayback Machine el 14 de julio de 2007
- ↑ "Seis segmentos de espejo JWST para comenzar pruebas criogénicas" Archivado el 3 de octubre de 2017 en Wayback Machine news.softpedia.com 14 de abril de 2011