郭红锋

科学家需要更大口径的望远镜来观察更深远的宇宙。传统大口径望远镜为了维持镜面的形状，避免受到外界影响和自重造成的变形，都做得非常厚重，而这样的望远镜口径增大到一定程度即使能制造出来也难以达到设计效果。因此，科学家首先要解决镜子轻型问题。

早在科学家制造海尔望远镜的时候，为减轻主镜的重量，已经采用了把厚重的镜子背面铸成蜂窝状的设计，但海尔望远镜的5米直径主镜仍然达13吨之重，如果继续沿用海尔望远镜的方法扩大口径显然不是明智的方法。后来，很多人研究了把望远镜主镜变薄来减重的方法，但镜面变薄后带来的严重变形和刚度变差等一系列问题，在那个时代还无法得到解决。

一、主动光学的应用

现代大口径望远镜的发展，得益于多学科、高技术的发展，及其在望远镜制造上的应用。20世纪八十年代发展起来的主动光学技术，极大地助力了大口径天文望远镜的研发和制造。为了克服薄镜面的变形问题，人们把许多小促动器（能够给镜面施力的器件）连接到镜子背面。镜面的变形由高精度检测技术测量，其结果输入到计算机中进行实时计算，并控制每一个促动器加给镜面力的大小和方向，从而使大口径主镜面在运行中始终能保持正确的、满足观察目标成像要求的、精确的反射镜形状（见图1）。

图1 现代大口径望远镜

二、自适应光学的应用

自适应光学是一项针对大气抖动造成光波的波前畸变而发展起来的光学镜面矫正技术。……