ทำไมกระจกโค้งงอเช่นชิปมันฝรั่งให้กล้องโทรทรรศน์อวกาศมีขนาดเล็กลงและมีมุมมองที่กว้างขึ้น

ฉันกำลังเรียกดูรายการเด่นของนาซ่าและเจอสิ่งนี้ - ออกไปพร้อมกับเก่าด้วยใหม่: กระจกเงากล้องโทรทรรศน์รับรูปร่างใหม่

เทคโนโลยีกระจกที่เกิดขึ้นใหม่นี้ถูกนำมาซึ่งความก้าวหน้าในการผลิตและควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางทะเลในวิศวกรรมแสง ... เทคโนโลยีถือเป็นคำสัญญาที่ดีสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ต้องการพัฒนากล้องโทรทรรศน์ขนาดกะทัดรัดสำหรับ CubeSat และอื่น ๆ ดาวเทียม - ทางเลือกที่ได้รับความนิยมและคุ้มค่ามากขึ้นสำหรับภารกิจแบบดั้งเดิมที่มีราคาแพงกว่าในการสร้างและเปิดใช้งาน

กล้องโทรทรรศน์สำหรับลูกบาศก์ !

บทความมีภาพประกอบนี้และฉันพยายามหาวิธีที่จะแปลงเป็นภาพที่ชัดเจนโดยไม่บิดเบือนและทำไมพวกเขากล่าวว่ามันช่วยให้กล้องโทรทรรศน์มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น

มันเป็นบทความสั้น ๆ ที่ไม่ได้พยายามอธิบายเรื่องนี้และเมื่อฉันไปหาบทความอื่น ๆ ในหัวข้อที่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญฉันพบ zip บางทีนี่อาจเป็นสิ่งที่ท้าทายมากที่จะอธิบาย แต่ฉันคิดว่าฉันจะถามอย่างใด ฉันบอกเด็กหนุ่มที่กระตือรือร้นเมื่อไม่กี่สัปดาห์ที่ผ่านมาว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะส่งกล้องดูดาวที่มีสิ่งใดที่มีประโยชน์ในคิวบ์ โอ๊ะโอ ...

space-telescope optics

— ผู้ถือคิมต้องการโมนิก้ากลับมา
แหล่งที่มา

คุณกำลังมองหาบทความสำหรับผู้ชมทั่วไปโดยเฉพาะหรือไม่? ฉันคิดว่าประโยคควรแยกออกจากกันหรือบางคนอาจคิดว่าคุณต้องการคำอธิบายที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

การมองอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับแว่นตาอิสระบอกว่าสายตาเอียงอาจช่วยให้คำถามของคุณง่ายขึ้นสำหรับผู้ที่อยู่ในกระดานนี้

@spacer ดีผู้ชมทั่วไปอาจเป็นคำที่ดี สิ่งที่ฉันหมายถึงคือฉันไม่พบอะไรเลยนอกจากบทความสำหรับคนในสาขา ฉันเข้าใจหลักการของการสร้างเลนส์สำหรับสายตาเอียง แต่ฉันไม่สามารถไปถึงจุดที่แสงสะท้อนจากกระจกรูปอานได้รับการรวบรวมและบันทึกเป็นภาพที่ไม่มีการเรียงกัน

— ผู้ถือคิมต้องการโมนิก้ากลับ

คุณรับรูรับแสง 100 มม. บนหนึ่งลูกบาศก์ ด้วยออพติกแบบคลาสสิกคุณสามารถ "บีบอัด" ได้ก่อนเปิดตัวและเปิดมันในอวกาศแล้วดันด้านหลังของอุปกรณ์ออกห่างจากด้านหน้า ด้วยการออกแบบที่มีลักษณะเป็นทรงกลมเช่น spot-Maksutov-Cassegrain การย้อมสีจึงไม่สำคัญดังนั้นการคิดว่า collimation จะอยู่รอดได้ในการเปิดตัวและปรับใช้ ปรับใช้อย่างเต็มที่มันจะยาวกว่า 300 มม. เล็กน้อยไม่เลวร้ายนัก ตอนนี้คุณมีรูรับแสง 100 มม. เหนือชั้นบรรยากาศปราศจากมลภาวะทางแสงซึ่งสามารถเปิดรับแสงได้นานมาก ฉันจะบอกว่ามันจะมีประโยชน์คุณสามารถทำวิจัยกับมัน

— Florin Andrei

ดูหลักการสำหรับ Add-on Hyperstar สำหรับ SCT มันช่วยให้คุณมีอัตราส่วนโฟกัส f / 2 เร็วมาก มันต้องใช้กระจกหลักและตัวแก้ไขด้านหน้ากล้องเท่านั้น เมื่อรวมกับการไม่มีมลภาวะทางแสงและเวลาที่เปิดรับแสงนานมากอัตราการโฟกัส f / 2 สามารถบรรลุสิ่งที่น่าสนใจจริง ๆ จากการวิจัย pov ไม่สามารถแก้ไขพลังงานทั้งหมดด้วยรูรับแสง 100 มม. แต่ rp ไม่ได้ ทุกอย่าง เครื่องมือ f / 2 ในสุญญากาศจะสามารถมองเห็นวัตถุที่ขยายมาก ๆ (เช่นเนบิวล่าบางตัว) ได้ดีมาก

— Florin Andrei

เลนส์อิสระคือการตอบสนองต่อความท้าทายที่เฉพาะเจาะจงในการยัดกล้องโทรทรรศน์ในพื้นที่ จำกัด เครื่องมือแบบดั้งเดิมจะมีเลนส์ทั้งหมดสมมาตรและจัดแนวบนแกนเดียวกัน มันจะเสียพื้นที่จำนวนมากภายในลูกบาศก์ นอกจากนี้การออกแบบแบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะนานกว่าที่กว้างกว่า; มันไม่พอดีกับลูกบาศก์ มันยากมากที่จะสร้างเครื่องดนตรีคลาสสิกที่สั้นพอ ๆ กับที่กว้าง

แต่ด้วยเลนส์อิสระคุณสามารถสะท้อนแสงได้ในสองสามทิศทางภายในลูกบาศก์ คุณยังคงได้รับความยาวโฟกัสที่เหมาะสมและคุณจะใช้วอลลุ่มทั้งหมดที่มีให้คุณ

เนื่องจากแสงสะท้อนจากกระจกในมุมที่แตกต่างจากปกติคุณไม่สามารถใช้รูปทรงสมมาตรแบบดั้งเดิมเช่นพาราโบลาทรงกลม ฯลฯ คุณจำเป็นต้องใช้พาราโบลาและบีบในทิศทางเดียวเพื่อให้มันทำงานเหมือนพาราโบลา กระจก (ฉันลดความซับซ้อน) แต่ในมุมของการสะท้อนของการพูด 45 องศา

ในเครื่องมือเช่นนี้คุณสามารถมีกระจก "มันฝรั่งทอด" หลายอันดังในแผนภาพด้านบน คุณต้องออกแบบเครื่องมือโดยรวม การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์จะปรับรูปร่างของกระจกแต่ละบานจนกว่าประสิทธิภาพของเครื่องมือทั้งหมดจะใกล้เคียงกับการออกแบบแบบตรงคลาสสิก

เท่าที่ฉันสามารถบอกได้ความแม่นยำในการผลิตเป็นเช่นนี้ว่าเลนส์อิสระสามารถใช้ได้เฉพาะที่ความยาวคลื่นยาวเช่นอินฟาเรดซึ่งมีการใช้เลนส์ที่แม่นยำน้อยกว่า แต่เทคโนโลยีปรับปรุงตลอดเวลา นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับความผิดปกติที่คุณสามารถทนได้ในภาพของคุณ

สำหรับการใช้งานจากระดับพื้นดินสิ่งนี้มีประโยชน์น้อยกว่าเว้นแต่คุณจะต้องการกล้องดูดาวในรูปแบบขนาดเล็กมากด้วยเหตุผลบางอย่าง เลนส์คลาสสิกยังคงต้องการเมื่อพื้นที่และรูปร่างไม่ถูก จำกัด

— Andrein Florin
แหล่งที่มา

สิ่งนี้ช่วยให้ฉันออกไปเล็กน้อยแม้ว่าฉันจะไม่สามารถจินตนาการได้ ดังนั้นผนังด้านในของคิวบ์ (ซึ่งอาจเป็น 6U เช่นกัน - จาก 6 ยูนิต, ฉันไม่รู้ว่าจุดตัดอยู่ที่ไหน) มีกระจกรูปเหล่านี้และพวกมันไม่รบกวนอุณหภูมิ? รูปทรงอานเข้ากับกระจกหลักได้หรือไม่?

— ผู้ถือคิมต้องการโมนิก้ากลับ

ฉันไม่พบแผนภาพที่ดีสำหรับการออกแบบลูกบาศก์ อย่างไรก็ตามกฎของเลนส์ต้องให้คุณมีกระจก "อิสระ" ทุกมุมของการสะท้อนอยู่ไกลจากปกติ แนวคิดนี้ไม่ได้ใหม่อย่างสิ้นเชิงตามปกติในด้านทัศนศาสตร์: google การออกแบบ Schiefspiegler สำหรับความคิดที่คล้ายกันแม้ว่าเหตุผลที่แตกต่างกัน; พวกเขาใช้กระจก toroidal สำหรับการสะท้อนนอกแนวแกนโดยไม่มีความคลาดเคลื่อน

— Florin Andrei