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继续说说光学:望远镜。本想着今天韦伯发射,咱也蹭蹭热度,结果我写好了,他拖期了

已有 1693 次阅读 2021-12-24 10:04 |系统分类:生活其它

前文说到,光不再与物质耦合,我们认为是宇宙的开始,所以如何看见宇宙的起点,这是我们现在唯一可以回答我们从哪里来的最远点,再之前,我们是看不到了。因而人们一直在追求看的更远一些,这便用到了望远镜。

望远镜的历史功绩很大,因为正是通过对太阳系的观测得到行星运行规律,才建立了以万有引力定律为代表的现代科学,所以做光学的人可以自豪的讲,科学不是苹果砸牛顿砸出来的,而是伽里略用望远镜望出来的。至于恒星、宇宙理论对现实生活还没有什么直接贡献,但地面观测、对地观测和近地观测还是有用的实用工具。其实望远镜最早就是荷兰为军事应用开发的,有一个传说是因为有望远镜才使得荷兰成为海上马车夫,这个有点扯,但军事上的应用确实是望远镜最初的应用。

现代的望远镜很容易就做到足够大的口径达到地面观测的极限,因为有大气波动的缘故,在地面上提高精度有困难,可以采用自适应解决一些问题,四川的研究所为此还上了好几个院士和准院士。而彻底的解决的办法就是卫星、机载、高空气球。现在由于卫星越来越便宜,因而使用卫星都变成首选了。(前两天见一项目路演会,还出现在卫星产业化这种噱头)

现在处在太空最大的天文望远镜是哈勃,2.4米口径,很传奇,先是1990年上天之后不好使(工程化做的不好),过了三年,宇航员上天之后修理好了。拍了好多宇宙神奇的图片,回答了一些天文问题。

这个新韦伯(说正确译名应该是韦达,吃饱了撑的,都叫了二十多年了,改什么改,但估计也没有听他的。)不是哈勃的替代者,只是哈勃的下一代望远镜,因为这是个红外望远镜(哈勃是可见)。因为根据宇宙膨胀理论,光是逐渐向红外方向移动的,因而宇宙充满了红外光。可见光和红外光学系统的区别,红外光学系统更易制造。

望远镜是口径越大越好,收集到更多的能量就更能清楚的看见目标物体。但上天便需要适合火箭的口径,或者想办法折叠。更大更轻更远,是望远镜的追求。因而就需要重量很轻的材料。光滑、强度高、轻、易加工这是材料的选择方向,经历了铝(反射)、玻璃(包括微晶)、碳化硅、铍。这个望远镜制造的材料是铍,铍是个有毒的物质,而且加工亦难,但最大的好处是轻(应该叫比刚度,相同刚度下的质量小),所以采用了这个。

拼接的主镜面上天这应该是第一次。拼装的镜面不但要共焦还要共相,国内的拉莫也是拼接的,前些年听说一直没有调到共相,不知是设计的时候就没有共相,还是没有调到共相,但拉莫也出了好几位院士。

还有就是国内外主持天文望远镜的都是做天文出身的,反而不是做仪器出身的。一般的讲天文学研究不需要多学科团队作战,天文学研究是理科不是工科范围。但天文望远镜是一个需要多学科团队共同完成的仪器研发,但不论是团队的管理能力还是仪器的技术路线天文口的人都不逊色,这是个很古怪的现象。(还有一个做气象的因为需要做遥感飞行,便开始做无人机,当年是国内做无人机的佼佼者,大疆什么的都是小子辈了。)

说句题外话:昨天说“医学大神”那套书,好是好,但商人太黑,出那种小开本,分开册卖,14本要卖到400个大洋。今天对比就来了,读库还出了一套“大商人”,当时一看就是狗尾续貂,我便没买,售价168,因为只有六本,今天我搜了一下,集在一起出了,只有二三十块钱,还是精装本。所以世上为什么会有盗版,存在就说明有问题。不只是钱的问题(钱的问题就很大了),里面是有不尊重的问题,不平等的问题,因而便逼着盗版喽。老话说逼上梁山,说一百单八将只有一个李逵是自愿上山的,有饭吃有汤喝自然就没有违法的意愿,但现在是上百倍的利益,自会有人挺而走险。

最后祝韦伯发射成功。有人说这是航天的一件大事,或者是天文的一件大事儿,其实,这是光学界的一件大事,因为他采用了很多新技术。



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1 尤明庆

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