Почему зеркало, изогнутое «как картофельные чипсы», позволяет космическим телескопам быть меньше и иметь более широкое поле зрения?

Оптика Freeform — это ответ на специфическую проблему размещения телескопа в очень ограниченном пространстве. В традиционном приборе вся оптика должна быть симметричной и выровнена по одной оси. Это будет занимать много места внутри кубсата. Кроме того, традиционные конструкции имеют тенденцию быть намного длиннее, чем шире; они плохо вписываются в куб; Очень сложно сделать классические инструменты такими же короткими, как и широкими.

Но с оптикой произвольной формы вы можете отражать свет в нескольких направлениях внутри куба. Вы все равно получите приличное фокусное расстояние и будете использовать весь доступный вам объем.

Поскольку свет отражается от зеркал под углами, отличными от нормальных, вы не можете использовать традиционные симметричные формы, такие как параболическая, сферическая и т. д. Вам нужно в основном взять параболоид и сплющить его в одном направлении, чтобы он работал примерно так же, как параболический. зеркало (я упрощаю), но под углом отражения, скажем, 45 градусов.

В таком инструменте у вас может быть несколько зеркал «картофельных чипсов», как на диаграмме выше. Вы должны спроектировать инструмент как единое целое; компьютерное моделирование будет регулировать форму каждого зеркала до тех пор, пока характеристики всего инструмента не будут близки к классической прямой конструкции.

Насколько я могу судить, точность изготовления такова, что оптику произвольной формы можно использовать только на длинных волнах, таких как инфракрасное излучение, где можно использовать менее точную оптику. Но технологии все время совершенствуются. Это также зависит от того, сколько аберраций вы можете допустить в своем изображении.

Для использования с уровня земли это менее полезно, если только вам по какой-то причине абсолютно не нужен телескоп в очень маленьком форм-факторе. Классическая оптика по-прежнему предпочтительна, когда пространство и форма не ограничены.