为什么现在光学反射望远镜的主镜都是用玻璃,而不是其他材料?

为什么现在光学反射望远镜的主镜都是用玻璃,而不是其他材料?

也有用液体的。

大家小时候一定都玩过矿泉水瓶龙卷风。

如果能让水匀速转起来,那么在重力和离心力作用下,液面呈抛物面(证明不超出高中物理知识)。而抛物面镜恰巧是反射式望远镜用来汇聚光线的关键部件。

液体镜面望远镜实质上是个大型“汤碗”。基座上的电机驱动汤碗平稳旋转。碗中的水银作反光镜。在抛物面焦点处架台相机就可以开始观测了。

拿液体做镜面的想法可以追溯至牛顿时代。比起打磨镜片的苦差使,转水确实很有吸引力。不过当时的科技水平不足以精确控制转速,牛顿的想法只能停留在纸面。[1]

液面望远镜所需的配套技术直到上世纪80年代才渐趋完备。[2]石英晶振解决了匀速转动问题。空气轴承解决了电机引起的振动问题。液面上覆盖的塑料膜解决了旋转带来的空气扰动。

至今已有3台液面望远镜先后服役。印度还有一台4米口径液面望远镜将在2023年投入运行。液面望远镜的分辨率与玻璃镜片望远镜不相上下,造价却只有~1/10。当然,液面望远镜也有缺点。它只能对准头顶,更适合巡天。

液面技术在建造超大口径望远镜上具有潜在的成本优势。NASA正探索在太空中建造液面望远镜的可能性。[3]