光学望远镜阅读：2113

    美加两国科学家7月21日宣布，建成后将成为世界光学望远镜的30m口径望远镜（TMT）确定在夏威夷的莫纳克亚山山顶建造。TMT将由美国加州理工学院、加州大学和加拿大大学天文学研究协会组成的联盟联合建造，预计2011年动工。TMT预计耗资10亿美元．联盟目前已收到的资助和承诺的资助共3亿美元．还不到计划中的1/3。联盟希望美国政府、私人基金会和国外合作伙伴能够补足剩余的资金。

    LAMOST中创新的部分是24块对角线1.1米的六角形平面子镜拼接成的反射施密特改正镜，观测过程中通过计算机控制这些子镜面形，使其实时变形成一系列不同的高精度的非球面，从而实现传统光学无法实现的这种世界上的大视场（广角）兼备大口径的主动反射施密特光学系统，以便精确地获取大量的天体光谱信息。我们在一块大反射镜上同时采用了薄镜面主动光学和拼接镜面主动光学技术，这不仅是在国际上将主动光学技术推进到新的前沿，也是在国际上发展出了第三种新类型的主动光学。我们还采用了并行可控式光纤定位技术解决了同时精确定位4000个观测目标的难题，远超过目前国际上最多同时定位600多根光纤。这都是国际的技术创新。
    由中国科学家创造性设计和建造的这座望远镜，在口径、视场和光纤数目三者的结合上，超过了此前雄居的大视场巡天仪器——美国斯隆数字巡天望远镜，也一举超过了所有国际上已完成或正在进行的大视场多天体光纤光谱巡天计划，成为当今世界上获取天体光谱能力最强大的天文观测设备。

    完全由中国自主发明的新型大视场望远镜———大天区面积光纤光谱天文望远镜（LAMOST）在位于河北省兴隆县的国家天文台兴隆观测基地落成。这标志着中国次在望远镜类型上占有一席之地。
    在技术上，LAMOST在其反射施密特改正镜上同时采用了薄镜面主动光学和拼接镜面主动光学技术，突破了世界上光学望远镜大视场不能同时兼备大口径的瓶颈，使中国主动光学技术处于国际地位。它采用的并行可控式光纤定位技术解决了同时精确定位4000个观测目标的难题，是一项国际的技术创新。
    该望远镜的各项指标均已达到甚至超过设计要求，在调试过程中单次观测可同时获得3000多条天体光谱的能力，已成为中国的光学望远镜、世界上口径的大视场望远镜，也是世界上光谱获取率的望远镜。大量天体光学光谱的获取是大视场、大样本天文学研究的关键。但迄今由成像巡天记录下来的数以百亿计的各类天体中，只有约万分之一进行过光谱观测。LAMOST将突破天文研究中光谱观测的这一瓶颈，对上千万个星系、类星体等河外天体的光谱巡天，将在河外天体物理和宇宙学研究以及河内天体物理和银河系研究上作出重大贡献。中科院常务副院长、LAMOST工程项目领导小组负责人白春礼在的落成典礼上说，LAMOST的建成和投入观测，将使中国具备的主动光学技术和多目标光谱观测能力；将为中国天文学研究增添高水平的观测设施和平台；将为中国在宇宙大尺度结构、银河系结构、暗能量等相关领域的研究提供必要的条件和技术支撑。

    几乎所有用于研究的大型天文望远镜都是反射镜，其原因是：
    在采用透镜之下，必须整块镜片材料皆为没有缺点和均匀而没有多相性，而反射镜只需要将一个表面完美的磨光，磨制相对简易。
    除真空环境下，不同颜色的光在穿透介质时会有不同的播速度，这会造成折射镜特有的色差。
    大口径透镜在制造和操作上都有技术上的困难。其一是所有的材料都会因为重力而下垂，观测举得而且也是相对较重的透镜只能在镜片周围加以支撑，另一方面，面镜除了反射面以外，可以在反射面的背面和其他的侧边进行支撑。
    光学望远镜大小在20世纪稳定的增加，在1910至1940年增加一倍，在1940至1990年又增加一倍。现在的望远镜是11公尺的SALT和Hobby-Eberly望远镜，以及10.4公尺的 Gran Telescopio Canarias。
    在1980年代，在技术上作出改进的新一代望远镜有了长足的进步，这些进步包括多镜片望远镜，可以控制镜片的个人电脑，另一个主要的进展是旋转的熔炉，可以用离心力让望远镜的镜片在融炉中就接近要磨制的形状（曲率半径）。

    几乎所有用于研究的大型天文望远镜都是反射镜，其原因是：
    在采用透镜之下，必须整块镜片材料皆为没有缺点和均匀而没有多相性，而反射镜只需要将一个表面完美的磨光，磨制相对简易。
    除真空环境下，不同颜色的光在穿透介质时会有不同的播速度，这会造成折射镜特有的色差。
    大口径透镜在制造和操作上都有技术上的困难。其一是所有的材料都会因为重力而下垂，观测举得而且也是相对较重的透镜只能在镜片周围加以支撑，另一方面，面镜除了反射面以外，可以在反射面的背面和其他的侧边进行支撑。
    光学望远镜大小在20世纪稳定的增加，在1910至1940年增加一倍，在1940至1990年又增加一倍。现在的望远镜是11公尺的SALT和Hobby-Eberly望远镜，以及10.4公尺的 Gran Telescopio Canarias。
    在1980年代，在技术上作出改进的新一代望远镜有了长足的进步，这些进步包括多镜片望远镜，可以控制镜片的个人电脑，另一个主要的进展是旋转的熔炉，可以用离心力让望远镜的镜片在融炉中就接近要磨制的形状（曲率半径）。

    忽略大气扰动（视宁度或称视象度）对影像品质的影响和光学望远镜的缺点，一架光学望远镜的角分辨率取决于物镜，也就是望远镜口径大小。
    实际上，口径越大，角分辨率就越好。此处要特别强调的是，角分辨率不是为望远镜的放大率（或倍率）所提供的，经销商所提供的倍数是望远镜倍率的上限值，由于超越了物镜能力范围的倍率与角分辨率，不能把影像变得更清楚，通常得到的影像品质也是最差的。
    对大型的固定地基望远镜，角分辨率的极限是由视象度决定，现今发展之望远镜安置在大气层之上，来消除空气对影像扰动影响角分辨率，也就是太空望远镜、气球望远镜和安装在飞机上的望远镜（古柏机载天文台、同温层红外线天文台（SOFIA）或将地基望远镜加装调适光学和斑点成像。）
    近来，光学望远镜的综合口径阵列变得更实用，经由空间中一组小口径望远镜组合，在小心操控的光学平面连结下，可以获得更高的分辨率。但是这些干涉仪仍只能用于观测明亮天体，像是恒星或是活跃星系核，例如参宿四的星斑影像可以在此看见。

    望远镜还是天文学界的主流，当时研究的重点在天体测量，邻近恒星的位置测定。随着时代的演变，天文学家开始探索到银河系以外的星系，研究整个宇宙的结构，巨无霸的大型反射望远镜便取代折射式望远镜的地位。
    而施密特望远镜更拍摄到许多深远微暗的天体照片，让天文学家能按图索骥地去研究探索数10亿光年之遥的宇宙深处。所以20世纪是反射式望远镜与施密特望远镜的时代，而21世纪更将是无线电电波望远镜的时代。
    19世纪天文望远镜主流──折射式德国汉堡大学80厘米折射镜。
    20世纪统一天文学语言的施密特望远镜，这是澳洲的UKST。
    20世纪天文望远镜主流──反射式，这是德国蔡司的3.5口径反射望远镜。