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機械社區
標題:
鏡片打磨精度對于望遠鏡的成像至關重要
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作者:
xiaoyetongxu
時間:
2011-6-19 01:52
標題:
鏡片打磨精度對于望遠鏡的成像至關重要
一般的望遠鏡，鏡子在拋光之后的準確性大約是可見光波長的十分之一，但是因為空間望遠鏡觀測的范圍是從紫外線到近紅外線，所以需要比以前的望遠鏡更高十倍的解析力，它的鏡子在拋光后的準確性達到可見光波長的二分之一，也就是大約30納米。
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但是，在1990年4月哈勃空間望遠鏡發射升空的數星期后，研究人員發現從哈勃空間望遠鏡傳回來的圖片有嚴重的問題，獲得的的最佳圖像品質也遠低于當初的期望：點源的影像被擴散成超過一弧秒半徑的圓。通過對圖樣缺陷的分析顯示，問題來源于主鏡的形狀被磨錯了。雖然這個差異小于光的1/20波長， 鏡面與需要的位置只差了微不足道的2微米，但這個差別造成了災難性的球面像差。這樣來自鏡面邊緣的反射光不能聚集在與中央的反射光相同的焦點上。
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于是經過六次維護，來使哈勃望遠鏡正常運轉。
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第一次維護
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1993年進行對哈勃空間望遠鏡的第一次維修，研究人員設計一個有相同的球面像差，但功效相反的光學系統來抵消錯誤，相當于配上一副能改正球面像差的眼鏡。用來改正球面像差的儀器稱為空間望遠鏡光軸補償校正光學（COSTAR）。為了給COSTAR在望遠鏡內提供位置，必須移除其中一件儀器，天文學家的選擇是犧牲高速光度計。 除此之外，廣域和行星照相機被第二代廣域和行星照相機以及內部的光學更新系統取代。另外，太陽能板和驅動的電子設備、四個用于望遠鏡定位的陀螺儀、二個控制盤、二個磁力計和其他的電子組件也被更換。
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第二次維護
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1997年2月，發現號在STS-82航次中執行了第二次維修任務。用 空間望遠鏡攝譜儀（STIS）和近紅外線照相機和多目標分光儀（NICMOS）替換掉戈拉德高解析攝譜儀（GHRS）和暗天體攝譜儀（FOS）。修護絕熱毯，再提升哈勃的軌道。 在維修中出現的意外縮短了儀器的使用年限。安裝后吸熱器的部分熱擴散意料之外地進入光學擋板，這額外增加的熱量導致儀器的壽命由原先期望的4.5年縮短為2年。
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第三次維護
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第三次維護任務仍然由發現號在1999年12月的STS-103航次中執行。在這次維護中更換了全部的六臺陀螺儀，也更換了一個精細導星傳感器和計算機，安裝一套組裝好的電壓/溫度改善工具（VIK）以防止電池的過熱，更換絕熱的毯子。新的計算器是能在低溫輻射下下運作的英特爾486，可以執行一些過去必須在地面處理的與太空船有關的計算工作。
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第四次維護
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第四次維護任務由哥倫比亞號在2002年3月的STS-109航次執行，用先進巡天照相機（ACS）替換了暗天體照相機（FOC），更換了新的冷卻系統和太陽能板。哈勃的配電系統也被更新了，這是哈勃空間望遠鏡升空之后，首度能完全的應用所獲得的電力。
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最近一次維護
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在原本安排在2008年8月維修任務中，太空人將更換新的電池和陀螺儀，更換精細導星傳感器（FGS）并修理空間望遠鏡影像攝譜儀（STIS）。并在保留先進巡天照相機的同時，安裝二架新的儀器：宇宙起源頻譜儀和第三代廣域照相機。然而NASA于2008年9月宣布哈勃空間望遠鏡上的數據處理系統出現嚴重故障，無法正常存儲觀測數據并傳回地球，而且由于哈勃太空任務高度與國際太空站距離十分遠，太空人在緊急情況下未能找到有效安全避難處，這使得維護哈勃望遠鏡變為一項極度危險的任務。 在美國東部時間2009年5月11日14點01分，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機從佛羅里達州肯尼迪航天中心發射升空。在此次太空之旅中，機上的７名宇航員通過５次太空行走對哈勃太空望遠鏡進行了最后一次維護，為其更換了大量設備和輔助儀器，這些更新主要包括：用第三代廣域照相機(WFC3)取代WFPC2；安裝新的宇宙起源頻譜儀（COS）、取回該處的COSTAR光學矯正系統；修復損壞的先進巡天照相機（ACS）；修復損壞的空間望遠鏡攝譜儀（STIS）；替換損壞的精細導星傳感器（FGS）；更換科學儀器指令和數據處理系統（SICDH）；更換全部的電池模組；更換所有的6個陀螺儀和3組定位傳感器（RSU）；更換對接環、安裝全新的絕熱毯（NBOL）、補充制冷劑等等。而這將會是哈勃空間望遠鏡最后一次的維護任務，會將哈勃空間望遠鏡的壽命延長至2013年后。屆時發射的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡能接續哈勃空間望遠鏡的天文任務。
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錯誤多多。
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作者:
握握
時間:
2011-6-20 10:44
呃。。 原來如此。。
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作者:
cvn_77
時間:
2011-10-23 20:55
問一個問題，20nm的打磨精度，用什么工具，怎么檢測啊，尤其是，這玩意兒還在太空
作者:
m2006410
時間:
2019-1-12 20:59
這個和打磨晶片有相同之處嗎
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作者:
king7374
時間:
2019-1-21 09:19
鏡片打磨難度確實大
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