ΤΙ ΕΊΝΑΙ ΤΑ ΕΝΕΡΓΆ ΟΠΤΙΚΆ;

Send

Για τους αστρονόμους και τους φυσικούς, τα βάθη του χώρου είναι ένας θησαυρός που μπορεί να μας δώσει τις απαντήσεις σε μερικά από τα πιο βαθιά ερωτήματα της ύπαρξης. Ωστόσο, η παρατήρηση του βαθιού χώρου παρουσιάζει το μερίδιο των προκλήσεών της, το λιγότερο από τα οποία είναι η οπτική ακρίβεια.

Σε αυτήν την περίπτωση, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν αυτό που είναι γνωστό ως Active Optics για να αντισταθμίσουν τις εξωτερικές επιρροές. Η τεχνική αναπτύχθηκε για πρώτη φορά κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1980 και βασίστηκε ενεργά στη διαμόρφωση των καθρεπτών ενός τηλεσκοπίου για την πρόληψη της παραμόρφωσης. Αυτό είναι απαραίτητο με τηλεσκόπια που έχουν διάμετρο άνω των 8 μέτρων και έχουν κατατμημένους καθρέφτες.

Ορισμός:

Το όνομα Active Optics αναφέρεται σε ένα σύστημα που διατηρεί έναν καθρέφτη (συνήθως το πρωτεύον) στο βέλτιστο σχήμα του έναντι όλων των περιβαλλοντικών παραγόντων. Η τεχνική διορθώνει παράγοντες παραμόρφωσης, όπως βαρύτητα (σε διαφορετικές κλίσεις τηλεσκοπίων), άνεμο, αλλαγές θερμοκρασίας, παραμόρφωση άξονα τηλεσκοπίου και άλλα.

Η Adaptive Optics διαμορφώνει ενεργά τους καθρέφτες ενός τηλεσκοπίου για να αποτρέψει την παραμόρφωση λόγω εξωτερικών επιδράσεων (όπως άνεμος, θερμοκρασία και μηχανική καταπόνηση), διατηρώντας ταυτόχρονα το τηλεσκόπιο ενεργό και στο βέλτιστο σχήμα του. Η τεχνική επέτρεψε την κατασκευή τηλεσκοπίων 8 μέτρων και εκείνων με τμηματοποιημένους καθρέφτες.

Χρήση στην Αστρονομία:

Ιστορικά, οι καθρέφτες ενός τηλεσκοπίου έπρεπε να είναι πολύ παχύι για να κρατήσουν το σχήμα τους και να εξασφαλίσουν ακριβείς παρατηρήσεις καθώς έψαχναν πέρα από τον ουρανό. Ωστόσο, αυτό σύντομα έγινε ανέφικτο καθώς οι απαιτήσεις μεγέθους και βάρους έγιναν ανέφικτες. Οι νέες γενιές τηλεσκοπίων που χτίστηκαν από τη δεκαετία του 1980 στηρίχθηκαν σε πολύ λεπτούς καθρέφτες.

Όμως, επειδή ήταν πολύ λεπτά για να διατηρήσουν τη σωστή τους μορφή, εισήχθησαν δύο μέθοδοι για την αντιστάθμιση. Το ένα ήταν η χρήση ενεργοποιητών που θα κρατούσαν τους καθρέπτες άκαμπτους και σε βέλτιστο σχήμα, ο άλλος ήταν η χρήση μικρών, τμηματικών καθρεπτών που θα αποτρέψουν το μεγαλύτερο μέρος της βαρυτικής παραμόρφωσης που συμβαίνει σε μεγάλους, παχύς καθρέφτες.

Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται από τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια που έχουν κατασκευαστεί την τελευταία δεκαετία. Αυτό περιλαμβάνει τα Τηλεσκόπια Keck (Χαβάη), το Σκανδιναβικό Οπτικό Τηλεσκόπιο (Κανάριοι Νήσοι), το Τηλεσκόπιο Νέας Τεχνολογίας (Χιλή) και το Τηλεσκόπιο Nazionale Galileo (Κανάριοι Νήσοι), μεταξύ άλλων.

Άλλες εφαρμογές:

Εκτός από την αστρονομία, το Active Optics χρησιμοποιείται και για πολλούς άλλους σκοπούς. Αυτές περιλαμβάνουν ρυθμίσεις λέιζερ, όπου οι φακοί και οι καθρέφτες χρησιμοποιούνται για να κατευθύνουν την πορεία μιας εστιασμένης δέσμης. Οι ιντερφερόμετρα, συσκευές που χρησιμοποιούνται για την εκπομπή παρεμβαλλόμενων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, βασίζονται επίσης στα Active Optics.

Αυτά τα inferometer χρησιμοποιούνται για τους σκοπούς της αστρονομίας, της κβαντικής μηχανικής, της πυρηνικής φυσικής, των οπτικών ινών και άλλων τομέων επιστημονικής έρευνας. Ενεργά οπτικά διερευνώνται επίσης για χρήση στην απεικόνιση ακτίνων Χ, όπου θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ενεργά παραμορφώσιμοι καθρέφτες επίπτωσης βοσκής.

Προσαρμοστική οπτική:

Τα Active Optics δεν πρέπει να συγχέονται με το Adaptive Optics, μια τεχνική που λειτουργεί σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα για την αντιστάθμιση των ατμοσφαιρικών εφέ. Οι επιρροές που αντισταθμίζουν τα ενεργά οπτικά (θερμοκρασία, βαρύτητα) είναι εγγενώς βραδύτερες και έχουν μεγαλύτερο εύρος στην εκτροπή.

Από την άλλη πλευρά, το Adaptive Optics διορθώνει τις ατμοσφαιρικές παραμορφώσεις που επηρεάζουν την εικόνα. Αυτές οι διορθώσεις πρέπει να είναι πολύ πιο γρήγορες, αλλά έχουν μικρότερο πλάτος. Εξαιτίας αυτού, τα προσαρμοστικά οπτικά χρησιμοποιούν μικρότερους διορθωτικούς καθρέπτες (συχνά ο δεύτερος, τρίτος ή τέταρτος καθρέφτης σε ένα τηλεσκόπιο).

Έχουμε γράψει πολλά άρθρα σχετικά με την οπτική για το Space Magazine. Εδώ είναι το Photon Sieve που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στα οπτικά, τι εφευρέθηκε το Galileo ;, Τι εφευρέθηκε ο Isaac Newton ;, Ποια είναι τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια στον κόσμο;

Καταγράψαμε επίσης ένα ολόκληρο επεισόδιο του Astronomy Cast σχετικά με το Adaptive Optics. Ακούστε εδώ, επεισόδιο 89: Adaptive Optics, Episode 133: Optical Astronomy και Episode 380: The Limits of Optics.

Πηγές: