Понятие жидкого зеркала достаточно широко известно в области астрономии, идея создания такого зеркала уходит корнями во времена Исаака Ньютона. В отличие от обычного зеркала, использующего для отражения полированную поверхность или металлическое напыление, в жидком зеркале для этого используется поверхность жидкого металла, ртути. Контейнер со ртутью вращается со скоростью несколько оборотов в минуту, при этом, комбинация центробежных сил и сила тяжести придает поверхности ртути идеальную параболическую форму, самую подходящую форму для зеркала телескопа.
Недостатками этого метода является то, что в качестве отражающей поверхности используется поверхность одного из самых токсичных металлов - ртути. Помимо этого ось вращения зеркала должна быть строго перпендикулярна поверхности Земли, что не позволяет телескопам, использующим жидкое зеркало отслеживать движущиеся объекты. Но, такое зеркало имеет практическую ценность для некоторых астрономических наблюдений и телескоп с самым большим в мире жидким зеркалом, диаметром 6 метров, функционирует в настоящее время в Канаде.
Канадские ученые, используя идею жидкого зеркала, создали опытный образец зеркала для телескопа, реализующий, вдобавок, и адаптивную оптическую технологию. Вместо ртути они использовали нетоксичную ферромагнитную жидкость, на поверхности которой образуется качественная светоотражающая пленка. С помощью специальных датчиков изменения в потоке света, вызванные атмосферными искажениями, фиксируются прежде, чем свет упадет на поверхность зеркала. Затем, с помощью 91 электрического магнита, расположенных снизу жидкого зеркала, форма зеркала искажается таким образом, что происходит полная компенсация атмосферных искажений. В результате точность и четкость получаемого изображения увеличиваются в несколько раз.
Для преодоления препятствия, заключающегося в нелинейности зависимости вызываемой деформации от величины магнитного поля, которая находится в квадратичной зависимости, исследователи прибегли к весьма оригинальному решению. Для линеаризации зависимости деформации они использовали внешнее сильное магнитное поле с однородной характеристикой, которое, складываясь с магнитным полем электромагнитов, полностью выравнивало характеристику.
Помимо этого, для нового жидкого зеркала была использована магнитная жидкость, которая за счет своих характеристик для управления формой зеркала позволяет использовать более высокочастотное магнитное поле, что, в свою очередь, позволяет быстрее реагировать на атмосферные изменения. Ферромагнитные зеркала, разработанные до этого момента, допускали применение магнитного поля, частотой до 10 Гц, для нового зеркала это значение составляет 1 кГц.
Большие жидкие зеркала, использующие адаптивную оптическую технологию, помимо уникальных оптических характеристик и гладкости поверхности, обладают еще и более низкой стоимостью, чем твердые зеркала, используемые для телескопов в настоящее время. Поэтому разработчики технологии считают, что у жидких зеркал, изготовленных по новой технологии, есть большое будущее и они смогут революционизировать некоторые области астрономии.
Источник: dailytechinfo
|
