Зачем космическому телескопу Джеймса Уэбба адаптивная оптика за пределами атмосферы?

Адаптивная оптика обычно используется с наземными телескопами для коррекции атмосферных искажений или улучшения качества изображения . В настоящее время он используется в основном в инфракрасном диапазоне, но начинает использоваться и в более длинных видимых волнах (см. отличные ответы здесь и здесь ), а также применяется в программном обеспечении для массивов радиотелескопов .

В недавнем отчете AMA #1 ученого проекта Джона Мэзера также упоминается использование адаптивной оптики в наземных телескопах с большой апертурой для получения изображений экзопланет. JWST FAQ #7 рекламирует размещение телескопа в космосе в качестве альтернативы адаптивной оптике на земле.

В статье Business Insider НАСА пытается сохранить в секрете часть своего гигантского золотого телескопа, упоминается использование адаптивной оптики на вторичном зеркале JWST, что показано на большом изображении ниже с красной стрелкой. Также показаны два снимка экрана из видеоролика NASA Goddard на YouTube .

Поскольку JWST находится за пределами атмосферы и поэтому не нуждается в адаптивной оптике, для чего нужна адаптивная оптика? Или статья BI неверна, и это просто крепление для активного зеркала без AO ?

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

вверху: два снимка кадра из видео НАСА Годдарда на YouTube .

введите описание изображения здесь

вверху: механизм вторичного зеркала JWST, отмеченный стрелкой от Business Insider - кредит НАСА / Крис Ганн . Исходное изображение .

Адаптивная оптика используется не только для исправления атмосферных искажений, но и для устранения любых других возможных ошибок, вызванных собирающей поверхностью телескопа, таких как небольшие дефекты зеркала.
@Phiteros, не могли бы вы привести пример и ссылку на него, пожалуйста, или это просто предположение? Почему бы не исправить недостатки перед запуском?
Я, наверное, могу найти один, но я сейчас на мобильном телефоне.
Дефекты, вызванные вибрациями при запуске или неточностью процесса раскладывания (механические системы всегда имеют некоторый люфт), не могут быть исправлены до запуска.
Теория @Hobbes или факт? Я до сих пор не уверен, есть ли у JWST AO или нет.
То, что процедуры подготовки к запуску не могут скорректировать события во время запуска, является здравым смыслом. Я поищу дополнительную информацию о JWST.
@Hobbes Действительно, но я думаю, что каждый из основных сегментов будет просто иметь трехточечные приводы для коррекции z-положения и 2D-наклона, вместо того, чтобы пытаться выполнить всю эту коррекцию для всех 18 основных сегментов с помощью крайне сложное среднее. Так как первичный элемент должен выполнить некоторые основные действия сам по себе, он не может быть правильным без такой корректировки для каждого сегмента.
Ученым проекта JWST является Джон Мэзер, а не Дэйв Мэзер. См.: en.wikipedia.org/wiki/John_C._Mather

Ответы (3)

Первичное и вторичное зеркала JWST можно регулировать :

Запустить такое большое зеркало в космос невозможно. Вместо этого инженеры и ученые Уэбба разработали уникальное решение — построили 18 зеркал, которые будут действовать в унисон как одно большое зеркало. Эти зеркала упакованы вместе в три секции, которые складываются — их гораздо легче поместить внутрь ракеты. Каждое зеркало изготовлено из бериллия и весит около 20 килограммов (46 фунтов). Оказавшись в космосе, заставить эти зеркала правильно сфокусироваться на далеких галактиках — совсем другая задача. Актуаторы, или крошечные механические моторы, позволяют добиться идеальной фокусировки.

Сегменты основного и вторичного зеркала приводятся в движение шестью исполнительными механизмами, прикрепленными к задней части зеркал. Основной сегмент имеет дополнительный привод в центре зеркала, который регулирует его кривизну. Третий сегмент зеркала остается неподвижным.

Ли Файнберг, менеджер элементов оптического телескопа Уэбба в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, объяснил: «Выравнивание сегментов главного зеркала, как если бы они были одним большим зеркалом, означает, что каждое зеркало выровнено на 1/10 000 толщины человеческого волоса. ... Это выравнивание должно быть выполнено при 50 градусах выше абсолютного нуля! Что еще более удивительно, так это то, что инженеры и ученые, работающие над телескопом Уэбба, буквально должны были изобрести, как это сделать».

Каждое зеркало можно отрегулировать только в 7 точках : каждый угол шестиугольника и середина. Кажется, что это слишком мало точек, чтобы действительно делать адаптивную оптику. В адаптивной оптике вы настраиваете форму самого зеркала в нескольких местах, чтобы компенсировать изменения во фронте световой волны по мере его искажения.

Эти 7 точек регулируются по одной причине: чтобы выровнять 18 сегментов главного зеркала относительно друг друга и отрегулировать основное и вторичное зеркала по остальной части оптического пути после запуска.

Учитывая количество информации, доступной на собственном веб-сайте НАСА, статья Business Insider выглядит как кликбейт. Там нет ничего секретного.

Статья, по-видимому, вызвана преднамеренной расфокусировкой, размытием или оцифровкой вторичного зеркала, что хорошо видно на видео около 01:37 и на меньшем изображении слева в моем вопросе вместе с цитаты НАСА в этой статье. Вполне правдоподобно, что статья неверна насчет АО, но ролик NASA Goddard на YouTube почему-то действительно содержит преднамеренное размытие чего - то .
Шесть приводов расположены по шести углам или это 3-точечное крепление с двумя приводами в каждом углу, как на стандартной платформе Steward ? Кроме того, учитывая, что седьмой фактически искажает кривизну каждого сегмента зеркала, он потенциально может быть «адаптивным». Оптическая фигура каждого элемента сама по себе не обязательно статична - кривизна отраженного волнового фронта каждого сегмента может изменяться независимо.
Размытие может быть из-за чрезмерно усердного офицера ITAR.
Может быть - слишком усердно и одновременно невнимательно, учитывая, что второй кадр около 03:08 крупнее и все же не размыт.
На вашем связанном сайте jwst.nasa.gov/mirrors.html и в видео, указанном там youtu.be/4gvPl3qWZIM , кажется, что элементы главного зеркала установлены в трех точках с «гексаподным» приводом (плюс центральный «деформирующий» привод ).
Я вернулся и просмотрел видео еще несколько раз. Гексапод действительно крепится в трех точках с кинематической точки зрения (хотя физически их шесть), чтобы регулировать положение и ориентацию зеркала без изменения его формы . Полностью отдельный привод радиуса кривизны соединяется в семи дополнительных точках (центр и шесть углов), но только для того, чтобы толкать или тянуть центр по отношению к краю, тем самым изменяя радиус кривизны без изменения положения или ориентации (по крайней мере, не на очень много). Всего есть десять (или тринадцать) точек соприкосновения.

Похоже, приводы здесь для первоначальной настройки. Если возникнет необходимость, а она, держу пари, будет, то серводвигатели должны быть и будут использоваться и для адаптивной оптики при наблюдениях. Зачем тратить все аппаратное/программное обеспечение, которое использовалось для настройки? НАСА всегда умело убивать сразу нескольких зайцев.

Кенни, П. Инж.

Я должен согласиться с вами по поводу изобретательности людей из НАСА. Я не уверен, что есть возможность сделать настоящую адаптивную оптику - деформируя фигуру зеркала, чтобы исправить волновой фронт. Кстати, добро пожаловать в Stack Exchange! Я вижу, что пока у вас есть один голос «за» и один голос «против». Если вы посмотрите на другие ответы, вы увидите, что, как правило, ответ должен иметь некоторую фактическую поддержку - обычно какую-то математику, ссылку или какое-то подробное объяснение.

TJW, el espejo primario no está diseñado para corregir las aberraciones ópticas, el movimiento de Cada espejo не соответствует системе адаптации оптики. Basta ver las fotografías de las estrellas con ocho rayos.

Hola Héctor, добро пожаловать в Stack Exchange! Вы правы, у JWST нет адаптивной оптики. Я пробовал использовать Google Translate для вашего ответа, но он плохо работает для технических вещей, поэтому я не совсем уверен, что вы сказали. К сожалению, большинство сайтов Stack Exchange требуют сообщений на английском языке, поэтому, если вы можете попытаться добавить немного английского, я думаю, что другие могут отредактировать ваше сообщение и улучшить его. У нас есть много участников, для которых английский не является родным языком, так что не волнуйтесь, если он не идеален. Кроме того, если вы можете добавить несколько ссылок в поддержку своего ответа, это было бы здорово. Благодарю вас!
Как сейчас написано, ваш ответ неясен. Пожалуйста , отредактируйте , чтобы добавить дополнительные сведения, которые помогут другим понять, как это решает заданный вопрос. Дополнительную информацию о том, как писать хорошие ответы, можно найти в справочном центре .
Atsakymų tikimasi anglų kalba, извините. Для меня английский тоже не родной язык.
Зачем космическому телескопу Джеймса Уэбба адаптивная оптика за пределами атмосферы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v