Một cái nhìn thoáng qua Casino Phú Quốco không gian sâu thẳm bằng kỹ thuật quang học cực đỉnh

Trong Casino Phú Quốci thập kỷ qua, khoa học quang học đã vượt xa những nền tảng ban đầu được đặt ra bởi Galileo và Newton 400 năm trước. Việc triển khai theo kế hoạch các kính viễn vọng mới trên mặt đất và trên không gian dành riêng cho việc nhìn xa hơn Casino Phú Quốco không gian sâu một cách chi tiết hơn bao giờ hết sẽ mang đến cho các nhà thiên văn học nhiều cơ hội hơn để tìm thấy các ngoại hành tinh giống Trái đất và trả lời các câu hỏi về cách các thiên hà hình thành và phát triển hàng tỷ năm trướcCác loại cờ bạcCấu trúcGiảivàquangphần mềm mô phỏng trong thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thế hệ quang Casino Phú Quốc kính viễn vọng tiếp theo sẽ tạo ra một bước nhảy vọt khổng lồ khác cho kiến ​​thức của chúng ta về vũ trụ.

Đại Casino Phú Quốc Arizona là trung tâm của một số dự án nghiên cứu và phát triển kính thiên văn lớn. Với các phòng thí nghiệm quang Casino Phú Quốc lớn hàng đầu thế giới và Trường Khoa Casino Phú Quốc Quang Casino Phú Quốc Wyant, các nhà nghiên cứu đang đi đầu trong việc tạo ra các thành phần quang Casino Phú Quốc sẽ cung cấp năng lượng cho các hệ thống trên mặt đất như Kính viễn vọng Magellan khổng lồ và các khái niệm dựa trên không gian trong tương lai như đài quan sát không gian OASIS được đề xuất

Những tấm gương lớn nhất từng được chế tạo, Times Seven!

Dự kiến ​​hoàn thành Casino Phú Quốco cuối những năm 2020, Kính thiên văn Magellan khổng lồ (GMT) sẽ là một trong những kính thiên văn trên mặt đất lớn nhất từng được chế tạo. GMT là sản phẩm của một tập đoàn quốc tế gồm 13 trường đại học và viện khoa học trên khắp năm châu lục.

Để thu được đủ lượng photon nhằm nhìn rõ hàng tỷ năm ánh sáng trong vũ trụ, dự án GMT yêu cầu tạo ra bảy đoạn gương khổng lồ — một đoạn ở giữa và sáu đoạn ngoài trục bao quanh nó — sẽ bao gồm phần chính quang Casino Phú Quốc.

Mỗi đoạn gương GMT có đường kính 8,4 m (28 ft), nặng khoảng 16 tấn và mất khoảng sáu năm để hoàn thành, bao gồm cả quá trình đúc, đánh bóng và thử nghiệm. Đây là những chiếc gương lớn nhất thế giới và được sản xuất tại Phòng thí nghiệm Gương Richard F. Caris tại Đại Casino Phú Quốc Arizona.

Thách thức lớn khi sử dụng một tấm gương lớn như vậy là bị uốn cong do trọng lượng của chính nó và do lực gió. Chiếc gương chỉ có thể uốn cong khoảng 100 nanomet (nm) trước khi hình ảnh trở nên quá mờ, do đó việc cân bằng độ cứng với trọng lượng là điều hết sức quan trọng.Cơ khí Các trò chơi trongphần mềm, các nhà nghiên cứu đã lập mô hình cấu trúc gương để dự đoán sự biến dạng dự kiến ​​của bề mặt quang học. Khi quá trình phân tích cấu trúc ban đầu hoàn tất, sau đó, họ sử dụng mô-đun Kết cấu, Nhiệt, Phân tích và Kết quả (STAR) của Zemax để tải các kết quả phần tử hữu hạn từ Cơ học Casino Phú QuốcoCasino chơi như thế nào Zemax OpticStudio, nơi họ có thể mô phỏng hiệu suất quang Casino Phú Quốc của từng đoạn gương do biến dạng bề mặt.

Sau khi phân tích cơ Casino Phú Quốc đầy đủ, nhóm đã thiết kế cấu trúc trung tâm của gương như một tổ ong nhẹ, bao gồm một số gân dày 0,5 inch theo mô hình lục giác giữ tấm mặt kính dày 1 inch và tấm nền lại với nhau.¹Để đúc chiếc gương thô, các khối thủy tinh borosilicate được chất lên khuôn bên trong lò quay với tốc độ 5 vòng/phút, lực này ép kính lên các cạnh của khuôn khi nó nóng chảy thành dạng parabol lõm cần thiết để tập trung ánh sáng từ một thiên thể xa xôi.

Sau khi nguội, bước tiếp theo là quá trình lâu dài đánh bóng gương để đạt được chất lượng quang Casino Phú Quốc và hình dạng bề mặt cần thiết nhằm đạt được hình dạng mong muốn, đòi hỏi độ chính xác của một phần nhỏ bước sóng ánh sáng nhận được. Bề mặt phải khớp với bề mặt parabol ngoài trục (hoặc trên trục đối với đoạn trung tâm) lý tưởng trong phạm vi 25 nm, nhỏ hơn một phần nghìn chiều rộng của sợi tóc người.

Tính xác định là thành phần thiết yếu của bài tập tính toán quang Casino Phú Quốc chính xác này. Nếu các nhà nghiên cứu không thể lập mô hình, mô phỏng, tối ưu hóa và dự đoán việc loại bỏ vật liệu thủy tinh trước phiên đánh bóng và tìm hiểu thông thường kéo dài một tuần, thì họ sẽ không biết liệu mình có loại bỏ đúng lượng vật liệu khỏi đúng vị trí hay không.

Để tránh tình huống thử và sai như vậy, nhóm đã đo hình dạng bề mặt của gương bằng cách sử dụng phép đo giao thoa laser và phép đo độ lệch nhìn thấy được sau mỗi lần đánh bóng. Sau đó, bằng cách sử dụng Casino Phú Quốc Mechanical và các công cụ phân tích cấu trúc khác, họ đã lập mô hình biến dạng hấp dẫn và nhiệt của bề mặt trong quá trình đo và bù cho biến dạng được dự đoán đó trong các lỗi bề mặt đo.

Trước khi bắt đầu tính toán và đánh bóng bề mặt, bề mặt chỉ chính xác trong khoảng 30 μm (30.000 nm), tức là cách ba bậc độ lớn so với độ chính xác mục tiêu là 25 nm. Những cải tiến trong quy trình đánh bóng, được hỗ trợ rất nhiều bằng mô phỏng, đã giúp nhóm giảm thời gian theo lịch cần thiết để đạt được phép đo độ chính xác bề mặt cụ thể xuống bốn lần.²

Đài quan sát không gian Oasis: Ngoài kia có nước không?

Một trong những giới hạn thực tế đối với kính thiên văn đặt trong không gian là kích thước và trọng lượng của bộ phận quang Casino Phú Quốc. Các vấn đề như ô nhiễm gió và ánh sáng được loại bỏ, nhưng bạn phải có khả năng lắp các bộ phận bên trong tên lửa và nâng chúng lên quỹ đạo.

Để hưởng ứng cơ hội dành cho các nhà thám hiểm hạng trung gần đây của NASA, kính thiên văn Vệ tinh thiên văn quay quanh quỹ đạo để nghiên cứu các hệ thống sao (OASIS) là một khái niệm về đài quan sát trên không gian với gương chính (hoặc ăng-ten) được làm từ màng polyme kim loại hóa - thực sự là một quả bóng mylar khổng lồ.

Vì gương chính là vật liệu bơm hơi nên hình dạng của nó phụ thuộc Casino Phú Quốco áp suất, đây là một thách thức đặc biệt đối với thiết kế quang học. Bằng cách sử dụng mô hình phân tích nội bộ, các nhà nghiên cứu ở Arizona đã đánh giá không gian giải pháp tham số để xác định vị trí và kích thước của quang học của kính viễn vọng, chẳng hạn như gương phụ, sẽ cần thiết để điều chỉnh cấu hình bề mặt thay đổi của ăng-ten.³

Nếu dự án được NASA lựa chọn, ngày phóng dự kiến ​​sẽ là Casino Phú Quốco năm 2028, theo đó OASIS sẽ hoạt động trên quỹ đạo quanh điểm Lagrange L2. Đây là một trong những vị trí có thể định vị vệ tinh sao cho lực hấp dẫn từ Mặt trời và Trái đất cân bằng chuyển động của vệ tinh.

Đếm ngược đến thời điểm triển khai

Nhiều người trong nhóm Arizona làm việc về GMT và khái niệm OASIS được truyền cảm hứng từ sự thành công của chương trình Hubble trong ba mươi năm qua và những hình ảnh không gian sâu nổi tiếng mà nó tiết lộ cho nhân loại. Những món quà từ Hubble chỉ có thể thực hiện được nhờ khoa Casino Phú Quốc và kỹ thuật quang Casino Phú Quốc đã có hàng thập kỷ trước để giúp nó được phóng và vận hành thành công.

Tài liệu tham khảo

1. B. Martin và D. Kim, “Làm thế nào để bạn chế tạo một tấm gương cho một trong những kính thiên văn lớn nhất thế giới?” The Conversation, ngày 15 tháng 1 năm 2016, theconversation.com/how-do-you-build-a-mirror-for-one
2. H. Martin và cộng sự, “Sản xuất các đoạn gương chính cho Kính thiên văn Magellan khổng lồ,” Proc.
3. S. Sirsi và cộng sự, “Nghiên cứu thiết kế tham số của Vệ tinh thiên văn quỹ đạo để điều tra kính viễn vọng không gian của Hệ thống sao (OASIS),” Proc.