Прогрес досліджень поділу головного дзеркала телескопа та обробки форми допоміжних дзеркал
Асферичне основне дзеркало оптичного телескопа має конструкцію з’єднання кількох допоміжних дзеркал, які можуть подолати межу діафрагми. Капот запускається в космос. Згідно з теоремою Гаусса egregium, асферична поверхня не може бути розділена на шестикутники однакової форми та однакової площі, а різниця у формі та якості між дзеркалами має більший вплив на опорну конструкцію та точність дзеркальної поверхні. Тому поділ вигнутих головних дзеркал не тільки включає в себе базову теорію зрощення дзеркал, але й є інженерною складністю в конструкції таких телескопів.
Нещодавно команда Чжен І, наукового співробітника Нанкінського інституту астрономічної оптичної технології Національної астрономічної обсерваторії Академії наук Китаю, запропонувала метод сегментації первинного дзеркала за допомогою зворотної картографічної проекції. Відповідні результати дослідження називаються «Сегментація первинного дзеркала для великих оптичних телескопів: підхід зворотної картографічної проекції». Опубліковано в Applied Optics. У цьому дослідженні аналізується кривизна основного дзеркала існуючих і незавершених оптичних телескопів і типових радіотелескопів і пропонується 8 специфікацій поділу площини, конуса, циліндра та многогранника Голдберга та їх відповідних діапазонів поверхні. Дослідження показали, що кривизна головного дзеркала оптичних телескопів менше π/6, що підходить для методу поділу проекції з площини на криволінійну поверхню.
Дослідження надихнуло картографічною проекцією, яка малює графіку землі на плоскій карті, що є давньою проблемою в історії розвитку людської науки та техніки. На цій основі дослідники розробили алгоритм зворотної проекції та досягли наступного прогресу: «конформна зворотна проекція», отриманий діленням шестикутник найменше відхиляється від правильного шестикутника; «рівноплоща реверсна проекція», якість отриманих субдзеркал однакова; «Зворотна проекція рівного діаметра», отримане коло піддзеркального кола є найменшим, що економить найдорожчий матеріал дзеркала. У дослідженні запропоновано, що «нерегулярність субдзеркальної форми» та «різниця субдзеркальної площі» є ключовими обмеженнями для поділу, а потім пропонується комплексний алгоритм проекції, який може отримати збалансований результат поділу кожного індексу, регулюючи ваговий коефіцієнт. Оцінка за допомогою тридцятиметрового телескопа як об’єкта підтверджує ефективність методу (рис. 2).
Дослідницька група брала активну участь у проекті «Тридцятиметровий телескоп», здійснила обробку форми субдзеркала неправильної форми та складного інтерфейсу після поділу, провела експерименти на великомасштабному п’ятиосьовому верстаті з ЧПУ та завершила будівництво субдзеркала № 63 Тридцятиметрового телескопа. Результати обробки та тестування були визнані оптичною групою Тридцятиметрового телескопа.
