Avancement des recherches sur la division du miroir principal du télescope et le traitement de la forme des sous-miroirs
Le miroir principal asphérique du télescope optique adopte la conception d'épissage de plusieurs sous-miroirs, qui peut franchir la limite d'ouverture. La hotte est lancée dans l'espace. Selon le théorème de Gauss egregium, une surface asphérique ne peut pas être divisée en hexagones de même forme et de surface égale, et la différence de forme et de qualité entre les sous-miroirs a un impact plus important sur la structure de support et la précision de la surface du miroir. Par conséquent, la division des miroirs primaires incurvés implique non seulement la théorie de base des miroirs d'épissage, mais constitue également une difficulté technique dans la construction de tels télescopes.
Récemment, l'équipe de Zheng Yi, chercheur associé à l'Institut de technologie optique astronomique de Nanjing, Observatoire astronomique national de l'Académie chinoise des sciences, a proposé une méthode de segmentation du miroir primaire utilisant la projection cartographique inversée. Les résultats de recherche connexes sont intitulés Segmentation du miroir primaire pour les grands télescopes optiques : une approche de projection cartographique inversée. Publié dans Applied Optics. Cette étude analyse la courbure du miroir primaire des télescopes optiques existants et sous-construits et des radiotélescopes typiques, et propose 8 spécifications de division du plan, du cône, du cylindre et du polyèdre de Goldberg et leurs plages de surface correspondantes. Des études ont montré que la courbure du miroir primaire des télescopes optiques est inférieure à π/6, ce qui convient à la méthode de division de la projection du plan à la surface courbe.
La recherche s'inspire de la projection cartographique, qui dessine les graphiques sur la terre sur une carte plane, qui est un problème ancien dans l'histoire de la science humaine et du développement technologique. Sur cette base, les chercheurs ont mis au point un algorithme de rétroprojection et ont obtenu les progrès suivants : « rétroprojection conforme », l'hexagone obtenu par division s'écarte le moins de l'hexagone régulier ; « projection inversée à surface égale », la qualité des sous-miroirs obtenus est égale ; "Projection inverse de diamètre égal", le cercle circonscrit du sous-miroir obtenu est le plus petit, économisant ainsi le matériau de miroir le plus cher. L'étude propose que "l'irrégularité de la forme du sous-miroir" et "la différence de la zone du sous-miroir" sont les principales contraintes pour la division, puis un algorithme de projection complet est proposé, qui peut obtenir un résultat de division équilibré de chaque indice en ajustant le facteur de pondération. Une évaluation avec un télescope de trente mètres comme objet vérifie l'efficacité de la méthode (Fig. 2).
L'équipe de recherche a participé activement au projet "Thirty Meter Telescope", a entrepris le traitement de la forme du sous-miroir avec une forme irrégulière et une interface complexe après division, a mené des expériences sur une machine d'usinage à cinq axes CNC à grande échelle et a terminé la construction du sous-miroir n° 63 du télescope de trente mètres. Les résultats du traitement et des tests ont été reconnus par le groupe optique du télescope de trente mètres.
