För astronomer och fysiker är rymdjupet en skattkista som kan ge oss svar på några av de mest djupgående frågorna om existens. Att observera djup rymden visar dock sin del av utmaningar, inte minst den visuella noggrannheten.
I det här fallet använder forskare vad som kallas Active Optics för att kompensera för yttre påverkan. Tekniken utvecklades först under 1980-talet och förlitade sig aktivt på att utforma ett teleskopspeglar för att förhindra deformation. Detta är nödvändigt för teleskop som är över 8 meter i diameter och har segmenterade speglar.
Definition:
Namnet Active Optics hänvisar till ett system som håller en spegel (vanligtvis den primära) i sin optimala form mot alla miljöfaktorer. Tekniken korrigerar för distorsionsfaktorer, såsom tyngdkraft (vid olika lutningar i teleskop), vind, temperaturförändringar, deformation av teleskopaxel och andra.
Adaptive Optics formar aktivt ett teleskopspeglar för att förhindra deformation på grund av yttre påverkan (som vind, temperatur och mekanisk påkänning) samtidigt som teleskopet hålls aktivt stilla och i sin optimala form. Tekniken har möjliggjort konstruktion av 8-meters teleskop och de med segmenterade speglar.
Använd i astronomi:
Historiskt sett har ett teleskops speglar varit tvungna att vara mycket tjocka för att hålla sin form och för att säkerställa exakta observationer när de sökte över himlen. Detta blev emellertid snart omöjligt eftersom storlek och viktkrav blev opraktiska. Nya generationer av teleskop byggda sedan 1980-talet har förlitat sig på mycket tunna speglar istället.
Men eftersom dessa var för tunna för att hålla sig i rätt form infördes två metoder för att kompensera. Den ena var användningen av ställdon som skulle hålla speglarna styva och i en optimal form, den andra var användningen av små, segmenterade speglar som skulle förhindra större delen av gravitationsförvrängningen som uppstår i stora, tjocka speglar.
Denna teknik används av de största teleskop som har byggts under det senaste decenniet. Detta inkluderar Keck-teleskop (Hawaii), det nordiska optiska teleskopet (Kanarieöarna), New Technology Telescope (Chile) och Telescopio Nazionale Galileo (Kanarieöarna), bland andra.
Andra tillämpningar:
Förutom astronomi används Active Optics också för ett antal andra ändamål. Dessa inkluderar laseruppsättningar, där linser och speglar används för att styra kursen för en fokuserad stråle. Interferometrar, enheter som används för att avge störande elektromagnetiska vågor, förlitar sig också på Active Optics.
Dessa inferometrar används för astronomi, kvantmekanik, kärnfysik, fiberoptik och andra vetenskapliga forskningsområden. Aktiv optik undersöks också för användning vid röntgenavbildning, där aktivt deformerbara betesförändringsspeglar skulle användas.
Anpassningsoptik:
Aktiv optik kan inte förväxlas med Adaptive Optics, en teknik som fungerar på en mycket kortare tidsskala för att kompensera för atmosfäriska effekter. Påverkningarna som aktiv optik kompenserar för (temperatur, tyngdkraft) är i sig långsammare och har en större amplitud i avvikelse.
Å andra sidan korrigerar adaptiv optik för atmosfäriska snedvridningar som påverkar bilden. Dessa korrigeringar måste vara mycket snabbare, men också ha mindre amplitud. På grund av detta använder adaptiv optik mindre korrigerande speglar (ofta den andra, tredje eller fjärde spegeln i ett teleskop).
Vi har skrivit många artiklar om optik för Space Magazine. Här är Photon Sieve kunde revolutionera optiken, vad uppfann Galileo ?, Vad uppfann Isaac Newton ?, Vilka är de största teleskopen i världen?
Vi har också spelat in ett helt avsnitt av Astronomy Cast som handlar om adaptiv optik. Lyssna här, avsnitt 89: Adaptive Optics, avsnitt 133: Optical Astronomy och Episode 380: The Limits of Optics.
källor:
- Wikipedia - Aktiv optik
- Science Daily - Aktiv optik
- European Southern Observatory - Aktiv optik
- Australia Telescope National Facility - Active Optics
