中国现代大型光学望远镜

中国现代大型光学望远镜

经过数百年的发展，天文望远镜已经发生了巨大的改变。天文望远镜口径的大小决定了望远镜收集光线的能力，进而决定了望远镜的分辨率与观察暗弱目标的能力。口径越大，获取的天体光线越多，观测暗弱天体的能力越强。光学望远镜的口径越来越大，天文望远镜的观测波段已经从光学拓展到多波段。

上海天文台的大型天文观测设备中，诞生于20 世纪80 年代的1.56米光学望远镜就是一台卡塞格林式结构的反射式望远镜。

这台望远镜由南北两座基敦支撑起环形的支架，一高一低的两座基敦使得望远镜呈现北高南低的形态与上海地区的地理纬度(北纬31度)相同。叉轭式赤道结构可以抵消由地球自西向东进行转动所产生的周日视运动，使得天文望远镜可以对天体进行稳定地跟踪。该望远镜的末端装有专业CCD照相机，用于采集天体的图像。与一般家用望远镜主要用于目视观测不同，专业的天文望远镜均会配置数据采集终端。而科学家正是通过分析和研究这些图像或光谱数据，去揭示天体的物理化学特性。

上海天文台的1.56 米光学望远镜

郭守敬望远镜

随着天文学研究的不断深入，人们对天文望远镜的观测精度也提出了更高的要求。在计算机技术和精密控制技术的助力下，天文望远镜的制造与控制技术也发生了天翻地覆的变化。

一方面随着天文望远镜越造越大，望远镜镜片的加工能力受到了极大的挑战。因此科学家们研究出了多镜片拼接技术。座落在我国河北兴隆的郭守敬望远镜的主镜便是由37 块1.1 m六角形子镜拼接成6.67 m×6.58 m的主镜，以及24 块1.1 m六角形子镜拼接成的5.72 m×4.4 m 反射施密特改正镜。位于夏威夷群岛的凯克望远镜更是这一技术的代表之作。两台凯克望远镜的口径均为10 米，由36 块1.8 米大小的六边形镜片拼接而成。多镜片拼接技术的成功为后续建造更大天文望远镜奠定了基础。这使得科学家们建设大口径望远镜的目标从米级提升到了数十米级别。

图3 郭守敬望远镜的主镜

另一方面，为了克服镜片重力和温度引起的变形，现代大型天文望远镜还采用主动光学技术。仍以郭守敬望远镜为例，其主镜在主动光学系统的支持下在观测过程中对镜片进行实时调整，从而使得望远镜的观测效果始终保持较高水平。