Avances de investigación sobre la división del espejo principal del telescopio y el procesamiento de la forma de los subespejos
El espejo principal asférico del telescopio óptico adopta el diseño de empalme de múltiples subespejos, que pueden romper el límite de apertura. El capó se lanza al espacio. Según el teorema egregium de Gauss, una superficie asférica no se puede dividir en hexágonos con la misma forma e igual área, y la diferencia de forma y calidad entre los subespejos tiene un mayor impacto en la estructura de soporte y la precisión de la superficie del espejo. Por lo tanto, la división de espejos primarios curvos no solo involucra la teoría básica del empalme de espejos, sino que también es una dificultad de ingeniería en la construcción de tales telescopios.
Recientemente, el equipo de Zheng Yi, investigador asociado del Instituto de Tecnología Óptica Astronómica de Nanjing, Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China, propuso un método para la segmentación de espejos primarios utilizando proyección de mapa inversa. Los resultados de la investigación relacionada se titulan Segmentación de espejo primario para grandes telescopios ópticos: un enfoque de proyección de mapa inverso. Publicado en Óptica Aplicada. Este estudio analiza la curvatura del espejo primario de telescopios ópticos y radiotelescopios típicos existentes y en construcción, y propone 8 especificaciones de división de plano, cono, cilindro y poliedro de Goldberg y sus correspondientes rangos de superficie. Los estudios han demostrado que la curvatura del espejo principal de los telescopios ópticos es inferior a π/6, lo que es adecuado para el método de división de proyección de superficie plana a curva.
La investigación se inspira en la proyección de mapas, que dibuja los gráficos de la Tierra en un mapa plano, que es un problema antiguo en la historia de la ciencia humana y el desarrollo tecnológico. Sobre esta base, los investigadores desarrollaron un algoritmo de proyección inversa y lograron los siguientes avances: "proyección inversa conforme", el hexágono obtenido por división es el que menos se desvía del hexágono regular; "proyección inversa de igual área", la calidad de los subespejos obtenidos es igual; "Proyección inversa de igual diámetro", el círculo circunscrito del subespejo obtenido es el más pequeño, ahorrando así el material de espejo más caro. El estudio propone que "la irregularidad de la forma del subespejo" y "la diferencia del área del subespejo" son las limitaciones clave para la división, y luego se propone un algoritmo de proyección integral que puede obtener un resultado de división equilibrado de cada índice ajustando el factor de ponderación. Una evaluación con un telescopio de treinta metros como objeto verifica la efectividad del método (Fig. 2).
El equipo de investigación participó activamente en el proyecto "Telescopio de treinta metros", realizó el procesamiento de la forma del subespejo con forma irregular e interfaz compleja después de la división, realizó experimentos en una máquina de mecanizado CNC de cinco ejes a gran escala y completó la construcción. del sub-espejo No. 63 del Telescopio de Treinta Metros. Los resultados del procesamiento y las pruebas han sido reconocidos por el grupo óptico del Telescopio de Treinta Metros.
