Сегментоване дзеркало — масив менших дзеркал, призначених для роботи як сегменти одного великого вигнутого дзеркала. Сегменти можуть бути як сферичними, так і асиметричними (наприклад, якщо вони є частиною більшого параболічного дзеркала). Цю технологію використовують для створення об'єктивів великих телескопів-рефлекторів. Щоб працювати як єдине дзеркало, всі сегменти мають бути відполіровані до точної форми та точно вирівняні за допомогою керованої комп'ютером системи активної оптики.

Концепцію вперше розробив , який у 1952 році, після двадцяти років досліджень, побудував перше працездатне сегментоване дзеркалоBonoli, F. "Guido Horn d'Arturo and the first multi-mirror telescopes: 1932-1952." Memorie della Societa Astronomica Italiana 89 (2018): 448.. Згодом цю ідею незалежно перевідкрили й істотно розвинули під керівництвом в Лабораторії імені Лоуренса в Берклі та Каліфорнійському університеті у 1980-х роках. Відтоді всі необхідні технології так поширилися у світі, що майже всі майбутні великі оптичні телескопи планують використовувати сегментовані дзеркала.

Застосування Для головних дзеркал, виготовлених із суцільного жорсткого шматка скла, існує технологічна межа. Такі несегментовані, (або монолітні) дзеркала, неможливо виготовити з діаметром значно більшим за приблизно вісім метрів. Найбільшими монолітними дзеркалами, що нині перебувають в експлуатації, є два головні дзеркала Великого бінокулярного телескопа, кожне діаметром 8,4 метра. Тому використання сегментованих дзеркал виявляється єдиним можливим технічним рішенням для телескопів з великою апертурою. Використання монолітного дзеркала значно більшого за 5 м економічно недоцільне через вартість як самого дзеркала, так і масивної опорної конструкції. Дзеркало такого розміру також дещо прогиналося б під власною вагою під час поворотів телескопа в різні положення, змінюючи точну форму поверхні. Окремі сегменти, навпаки, легше виготовляти, транспортувати, монтувати та обслуговувати, ніж дуже велике монолітне дзеркало.

Водночас сегментовані дзеркала мають і недоліки: кожен сегмент може потребувати точної асиметричної форми, а вся система спирається на складний керований комп'ютером механізм юстування. Крім того, наявність сегментів спричиняє дифракційні ефекти у сформованому зображенні.

Ще одне застосування сегментовані дзеркала знаходять в галузі доповненої реальності для зменшення розмірів оптичних компонентів. Компанія tooz використовує частково відбивну сегментовану дзеркальну матрицю для виведення світла з хвилеводів, що слугує оптичним елементом . Телескопи з сегментованими дзеркалами Деякі з найбільших оптичних телескопів-рефлекторів у світі використовують сегментовані головні дзеркала. До них, зокрема, належать такі телескопи:

Телескопи Кека

Пара телескопів Кека є найвідомішими приладами в обсерваторії Мауна-Кеа. Вони розташовані на висоті 4145 метрів біля вершини Мауна-Кеа на Гаваях у США. Обидва телескопи мають головні дзеркала діаметром 10 м.

Телескоп Хоббі — Еберлі Телескоп Хоббі — Еберлі — це телескоп діаметром 9,2 метра, розташований в Макдональдській обсерваторії у західному Техасі на висоті 2026 м. Його головне дзеркало складається з 91 шестикутного сегмента. Головне дзеркало телескопа зафіксоване під кутом 55° і може обертатися навколо своєї основи. Об’єкт спостереження супроводжують шляхом переміщення приладів у фокусі телескопа. Це забезпечує доступ приблизно до 70–81 % неба й дає змогу спостерігати один об’єкт до двох годин.

Великий південноафриканський телескоп Великий південноафриканський телескоп — 10-метровий телескоп, який більшу частину спостережного часу присвячує спектроскопії. За конструкцією він подібний до телескопа Гоббі — Еберлі, а його дзеркало також складається з 91 шестикутного сегмента, кожен завширшки 1 метр. Разом вони утворюють шестикутне дзеркало розміром 11,1 м × 9,8 м. Телескоп розташований поблизу міста Сатерленд у напівпустельному регіоні Карру в Південній Африці й підпорядкований Південноафриканської астрономічної обсерваторії.

Великий телескоп Канарських островів Великий телескоп Канарських островів використовує дзеркало з 36 сегментівTests begin on Canaries telescope BBC 14 July 2007Giant telescope begins scouring space 14 July 2007. Загальний діаметр головного дзеркала 10,4 м робить його найбільшим у світі оптичним телескопом. Телескоп розташований в обсерваторії Роке-де-лос-Мучачос на острові Ла-Пальма на Канарських островах (Іспанія).

LAMOST LAMOST — оглядовий телескоп, розташований у провінції Хебей у Китаї. Він складається з двох прямокутних дзеркал, утворених відповідно з 24 і 37 сегментів. Кожен шестикутний сегмент має розмір 1,1 метра.

Космічний телескоп Джеймса Вебба

18 сегментів дзеркала космічного телескопа Джеймса Вебба здебільшого виготовили у 2011 році"Six JWST Mirror Segments to Begin Cryogenic Tests" news.softpedia.com 14 April 2011. Космічний телескоп запустили ракетою-носієм Ariane 5 з Гвіанського космічного центру 25 грудня 2021 року.

Телескопи наступного покоління

Три надзвичайно великі телескопи стануть наступним поколінням телескопів із сегментованими дзеркалами. Їх планують ввести в експлуатацію у 2020-х роках. Гігантський магелланів телескоп використовує сім великих сегментів і його або зараховують до телескопів із сегментованими дзеркалами, або виділяють в окрему категорію. Тридцятиметровий телескоп планували збудувати в обсерваторії Мауна-Кеа на Гаваях, однак будівництво наразі призупинене. Цей телескоп мав використовувати 492 шестикутні сегменти. Надзвичайно великий телескоп стане найбільшим з усіх трьох і матиме 798-сегментне первинне дзеркало. Очікується, що телескоп отримає перше світло 2028 року.

Примітки

Посилання