Przeglądałem przedmioty z NASA i natknąłem się na to - Out With the Old, In With the New: Telescope Mirrors Get New Shape
Ta wyłaniająca się technologia lustrzana, zwana swobodną optyką, spowodowana postępami w produkcji i testowaniu sterowanym komputerowo, spowodowała zmianę morską w inżynierii optycznej ... technologia ta jest bardzo obiecująca dla naukowców, którzy chcą opracować kompaktowe teleskopy dla CubeSat i innych małych satelity - coraz popularniejsza i bardziej opłacalna alternatywa dla bardziej tradycyjnych misji, których budowa i uruchomienie są droższe.
Teleskopy dla cubesats ?!
Artykuł zawierał tę ilustrację, a ja próbuję dowiedzieć się, w jaki sposób przekształca się to w wyraźny obraz bez zniekształceń i dlaczego twierdzą, że pozwala on na znacznie bardziej kompaktowy teleskop.
To był krótki artykuł, który nawet nie próbował tego wyjaśnić, a kiedy szukałem innych artykułów na ten temat dla nie-ekspertów, znalazłem zip. Być może jest to bardzo trudne do wyjaśnienia, ale pomyślałem, że i tak zapytam. Kilka tygodni temu powiedziałem entuzjastycznej młodzieży, że nie jest możliwe uruchomienie teleskopu zdolnego do czegokolwiek przydatnego na sześcian. Ups ...
źródło
Odpowiedzi:
Swobodne układy optyczne są odpowiedzią na szczególne wyzwanie stłoczenia teleskopu w bardzo ograniczonej przestrzeni. Tradycyjny instrument miałby całą optykę symetryczną i wyrównaną na tej samej osi. Marnowałoby to dużo miejsca w kostce. Ponadto tradycyjne wzory są zwykle znacznie dłuższe niż szersze; nie pasują dobrze do sześcianu; bardzo trudno jest tworzyć klasyczne instrumenty, które są tak krótkie, jak szerokie.
Ale z dowolną optyką możesz odbijać światło w kilku kierunkach wewnątrz sześcianu. Nadal uzyskasz przyzwoitą ogniskową i wykorzystasz całą dostępną głośność.
Ponieważ światło odbija się od luster pod różnymi kątami niż normalne, nie można używać tradycyjnych symetrycznych kształtów, takich jak paraboliczne, sferyczne itp. Musisz w zasadzie wziąć paraboloidę i zgnieść ją w jednym kierunku, aby działał mniej więcej tak samo jak paraboliczny lustro (upraszczam), ale pod kątem odbicia powiedzmy 45 stopni.
W takim instrumencie możesz mieć wiele lusterek „chipsów ziemniaczanych”, jak na powyższym schemacie. Musisz zaprojektować instrument jako całość; symulacje komputerowe dostosują kształt każdego lustra, dopóki wydajność całego instrumentu nie zbliży się do klasycznej prostej konstrukcji.
O ile mogę powiedzieć, precyzja wykonania jest taka, że optyka o dowolnym kształcie jest użyteczna tylko przy długich długościach fal, takich jak podczerwień, gdzie można zastosować mniej precyzyjną optykę. Ale technologia cały czas się poprawia. To zależy również od tego, ile aberracji możesz tolerować na swoim obrazie.
W przypadku użytkowania z poziomu gruntu jest to mniej przydatne, chyba że z jakiegoś powodu absolutnie potrzebujesz teleskopu w bardzo małej obudowie. Klasyczna optyka jest nadal preferowana, gdy przestrzeń i kształt nie są ograniczone.
źródło