Pokrok ve výzkumu dělení hlavního zrcadla dalekohledu a tvarové zpracování podzrcadel
Asférické hlavní zrcadlo optického dalekohledu využívá konstrukci vícenásobného spojování podzrcadla, které může prolomit limit apertury. Kapota je vypuštěna do vesmíru. Podle Gaussovy věty egregium nelze asférickou plochu rozdělit na šestiúhelníky se stejným tvarem a stejnou plochou a rozdíl ve tvaru a kvalitě mezi sub-zrcadly má větší vliv na nosnou konstrukci a přesnost zrcadlové plochy. Rozdělení zakřivených primárních zrcadel tedy zahrnuje nejen základní teorii spojování zrcadel, ale je také technickým problémem při konstrukci takových dalekohledů.
Nedávno tým Zheng Yi, přidruženého výzkumného pracovníka na Nanjing Institute of Astronomical Optical Technology, Národní astronomická observatoř Čínské akademie věd, navrhl metodu primární zrcadlové segmentace pomocí inverzní projekce mapy. Související výsledky výzkumu nesou název Primární zrcadlová segmentace pro velké optické dalekohledy: přístup inverzní mapové projekce. Publikováno v Applied Optics. Tato studie analyzuje zakřivení primárního zrcadla stávajících a nedostatečně konstruovaných optických dalekohledů a typických radioteleskopů a navrhuje 8 divizních specifikací rovinného, kuželového, válcového a Goldbergova mnohostěnu a jejich odpovídající povrchové rozsahy. Studie ukázaly, že zakřivení primárního zrcadla optických dalekohledů je menší než π/6, což je vhodné pro dělicí metodu promítání z roviny na zakřivenou plochu.
Výzkum je inspirován mapovou projekcí, která vykresluje grafiku Země na plochou mapu, což je prastarý problém v historii vývoje lidské vědy a techniky. Na tomto základě výzkumníci vyvinuli algoritmus zpětné projekce a dosáhli následujícího pokroku: "konformní zpětná projekce", šestiúhelník získaný dělením se nejméně odchyluje od pravidelného šestiúhelníku; "stejnoplošná reverzní projekce", kvalita získaných sub-zrcadlení je stejná; "Equal average reverse projection", získaná podzrcadlová kružnice opsaná je nejmenší, čímž se šetří nejdražší zrcadlový materiál. Studie navrhuje, že „nepravidelnost tvaru podzrcadla“ a „rozdíl podzrcadlové plochy“ jsou klíčovými omezeními pro dělení, a poté je navržen komplexní projekční algoritmus, který může získat vyvážený výsledek dělení každý index úpravou váhového faktoru. Efektivitu metody ověřuje hodnocení třicetimetrovým dalekohledem jako objektem (obr. 2).
Řešitelský tým se aktivně podílel na projektu „Třicetimetrový dalekohled“, ujal se tvarového zpracování sub-zrcadla s nepravidelným tvarem a složitým rozhraním po rozdělení, provedl experimenty na rozsáhlém CNC pětiosém obráběcím stroji a dokončil konstrukci sub-zrcadla č. 63 třicetimetrového dalekohledu. Výsledky zpracování a testování byly uznány optickou skupinou třicetimetrového dalekohledu.
