歐洲最大望遠鏡能看多遠？主鏡口徑39.3米 _多遠

歐洲最大望遠鏡口徑39.3米主鏡能看多遠,南半球，海拔3000多米，沙漠山頂，一只“巨眼”要從這里仰望太空。
5月26日，歐洲極大望遠鏡(E-ELT)在智利北部開工建造，這是世界上最大的光學望遠鏡，其主鏡口徑39.3米，比一個籃球場還要長。
它讓人類看到更清晰的宇宙， E-ELT項目負責人蒂姆·德澤烏說：“現有望遠鏡與E-ELT之間的差距，好像伽利略以自己的裸眼與望遠鏡相比那么大。”
讓蒂姆如此自信的“巨眼”能“看”什么?怎么建?該怎么把比籃球場還大的主鏡裝上?又配備了哪些先進的科學重器呢?科技日報采訪人員專訪了中國科學院國家天文臺南京天文光學技術研究所副研究員白華。

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在美國亞利桑那大學有一個鏡面實驗室，它是世界上唯一能做出口徑8.417米光學望遠鏡鏡片的地方，“這是目前單鏡面望遠鏡有口徑極限。”白華說。
如果8.417米是單鏡片的極限，那么E-ELT的39.3米主鏡又是如何得到呢?“它是由小鏡子拼接完成的，”白華說，由于拼接主動光學技術的誕生和發展，原理上并不存在口徑極限。“本身E-ELT的雛形為100米望遠鏡，提交計劃時主鏡口徑42米，后因經費問題縮減到39.3米。”
據了解，總投資10.55億歐元的E-ELT約40%預算都花在了鏡片上。除了由798面六角形的小鏡片拼接而成的主鏡，還有4塊尺寸不小的鏡片。

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“拼接主鏡的子鏡口徑1.4米，為了讓E-ELT鏡筒盡可能短，主鏡采用了快焦比設計。這個設計中，主鏡的焦距和主鏡直徑大致相等，這直接造成了主鏡的子鏡加工難度大，”白華介紹。
近800面鏡片的拼接將異常繁瑣，那么，既然有8米的鏡片，為什么不用較大的子鏡拼接成主鏡呢?
“成本和吊裝難度是一個原因，1.4米的子鏡歐洲、俄羅斯、中國等很多國家都可以做，成本會下降不少，”白華介紹，另一個重要原因是，鏡片口徑超過6米之后，鏡面會受自身重力的影響，產生形變，如果校正這個形變，E-ELT系統將更加復雜。

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主鏡之外，自適應變形鏡同樣不易獲得。“自適應變形鏡口徑為2.3米，目前世界上已成功研制的最大的自適應鏡面口徑為1.2米，是裝配在歐洲南方天文臺的VLT望遠鏡的自適應副鏡。”白華說， “要將變形鏡口徑突破性地增加，我認為這一點是E-ELT建造上最困難的一點。”
包裹在望遠鏡之外的圓頂直徑將達到85米，整個望遠鏡平臺，包括鏡面與桁架結構，重達3000噸，這個龐然大物需要在水平面靜靜地穩定旋轉360° 。
這些幾近苛責的需求，使得E-ELT能夠盡情施展自己的“光年眼” 。要達成這些需求，完成微米不差的設計建造，必須“強迫癥”式的反復檢測、調試、校準，它們將成為未來7年的建造工作日常。

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建造過程中最不容有失的部分將是主鏡的拼接。“安裝鏡面時將進行粗調和精調，用波前傳感器檢測、促動器調整，采用拼接主動光學技術達成對鏡面的調控和校正。”白華介紹，拼接主動光學技術在國際上屬于成熟技術，有多臺8-10米望遠鏡采用了這項技術，例如Keck望遠鏡，GEMINI望遠鏡等。