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多镜面望远镜(Multiple Mirror Telescope,缩写为MMT)是史密松森研究所亚利桑那大学共同建造的一台口径为6.5米的光学望远镜,位于美国亚利桑那州图森市以南60公里的霍普金斯山的山顶,这里是史密松森研究所下属的弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台的所在地。多镜面望远镜最初是一台由6个跨径1.8米的正六边形镜面组合成的望远镜,等效口径为4.5米,于1974年建成,在当时是世界上口径第三大的光学望远镜。1985年,研究人员决定将它改建为一台口径6.5米的单镜面望远镜,以获得更大的聚光面积和视场。

1998年3月2日,原来的多镜面望远镜开始拆卸,1999年3月25日由亚利桑那大学史都华天文台镜面实验室浇筑成形的6.5米口径硼硅玻璃主镜运抵现场,在同年5月17日进行了第一次观测,并在2000年5月20日正式投入使用[1]

由来

目前最大的单镜面 反射望远镜的口径已达 8.2米,譬如日本天文台在美国夏威夷建造的昴星团望远镜[2]。如果制造更大的单块镜面,工艺上有很大困难,而且价格过于昂贵,因而近年来提出用多镜面望远镜来增大有效口径。

典型是欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT),其中VLT四台望远镜的主镜口径均为8.2米,组合等效口径为16米。

诞生

方案一

1971年美国开始研制第一架多镜面望远镜(MMT),安装在霍普金斯山,1979年运转,主要用作天体的红外辐射观测。这架望远镜由六个口径各为 1.8米的卡塞格林望远镜组成。六个望远镜绕中心轴排成六角形,六束会聚光各经一块平面镜射向一个六面光束合成器,后者把六束光聚在一个共同焦点上。组合后的口径相当于 4.5米。光轴上有76厘米卡塞格林望远镜。它除用于导星外,主要用来发出检测六个镜筒的光学系统的激光。每个镜筒内的副镜可受控而作微小的转动和伸缩,以校正被激光及其硅检测器检出的失调量。这种能随时对光束进行校正的光学技术称为“主动光学”。六个镜筒的星像既可以互相重合,也可以沿恒星摄谱仪狭缝排成一行以提高星光的利用率。VLT采用了更为先进的光学干涉技术,组成它的4个8.2米单镜既能单独使用,又能组合起来,达到一个16米口镜望远镜的集光力分辨力

方案二

另一种多镜面方案,则是把很多圆形或六角形的镜面直接排列起来, 利用精度极高的定位系统使它们的镜面处于一个共同的大抛物面上,每个镜面成为抛物面主镜的一部分。例如美国霍比-埃伯利望远镜(Hobby-Eberly Telescope,HET)位于美国得克萨斯州麦克唐纳天文台,口径为9.2米,是一台固定机架的球面望远镜。HET主镜由91块八边形的子镜面拼接而成,等效口径9.2米,焦距13.08米。每个子镜面直径1米,厚5厘米,用超低膨胀的微晶玻璃制成。位于美国夏威夷的莫纳克亚山上的两台凯克望远镜(口径10米)也采用了这种技术。

正在建造和研制中的巨型麦哲伦望远镜( GMT,口径25米)和欧洲极大望远镜(E-ELT,口径39米)也是采用了多镜面主动光学技术

优点

多镜面望远镜的主要优点是:合成的口径大,镜筒很短,因而望远镜装架坚固,观测室的尺寸不大,造价显著降低。

视频

多镜面望远镜 相关视频

光学望远镜变倍测试

参考文献

  1. 世界著名天文望远镜集锦 ,新浪博客,2010-02-28
  2. 昴宿星团望远镜 ,新浪,2008-10-03