路面光学望远镜 VS 外太空光学望远镜：超大麦哲伦与詹姆斯韦伯掰手腕，仅有哈勃在挨揍

3 月中下旬，超大哥伦布望远镜公布早已完成了第六块浴室镜子的溶炼。这一以前因工程量清单极大而造成忧虑的超大地面工程项目，在完工的道上再度迈开关键一步，令人更为希望它交付使用的那一天。

超大哥伦布望远镜（Giant Madellan Telescope），通称 GMT，归属于路基极端化极大望远镜，坐落于澳大利亚的拉斯卡姆帕艾凡天文台认证。做为一个国际性的科学研究新项目，监管方包含英国、墨西哥、韩、加拿大等，自 2015 年逐渐开工至今一直备受关注，现阶段斥资早已达 10 亿美金。

据此项目地有关工作人员详细介绍，交付使用后，GMT 捕获的图象将比哈勃外太空望远镜清楚 10 倍，另外会比大家盼望已久的詹姆斯韦伯外太空望远镜清楚 4 倍。

哈勃望远镜远在外星球，早已服现役 30 年，持续为人们传输回很多令人赞叹不已的漫长行星和星球的图象，现如今即将离休的它，一度被觉得是最強的室内空间望远镜，而 NASA 斥资 100 亿美金的「詹姆斯韦伯外太空望远镜」则被觉得是比哈勃更强的继任者。

从地面到外太空

做为大家与不明夜空的联接公路桥梁，望远镜的作用从问世之初，便是协助科学家观察不明的宇宙空间，需看的远，也要看的清楚。

1609 年，伽利略制做了一架口径 4.2 公分的望远镜，观察到凸凹不平的月球表层。它是全世界第一台天文学望远镜，开拓了天文学的新时期，在将来的发展趋势全过程中，天文学望远镜依照不一样光波长和不一样的设计方案和运行方法，可分成：射电望远镜、红外感应望远镜、电子光学望远镜等。

射电望远镜例如中国天眼，接受的是人眼不由此可见的的射电股票波段，而电子光学望远镜例如 GMT 和哈勃，则是接受能见光股票波段，产生实际的可视性图象。值得一提的是，哈勃望远镜在接受能见光的另外，还能观察到一部分的红外线和紫外光线。由于捕捉的可见光波长的范畴与人的眼睛相仿，更贴近人的眼睛观查特性，大家现阶段见到的五彩缤纷的宇宙空间图象，绝大多数都来源于电子光学望远镜。

但要想见到更清楚的宇宙空间，从地面观查受到限制过多：地面和外太空中间存有着一道天然屏障——地球大气层，它是电子光学望远镜自问世至今就一直遭遇的难题，

中学地理常识：地球大气层会消化吸收而且反射面绝大部分来源于外太空中的紫外光、红外感应等各种各样电磁波辐射，仅有能见光，极少数红外感应和射电波能够越过地球大气层抵达地球大气层。再加上地球大气层的流动性循环系统，大家只有持续挑选在高些的海拔高度，寻找更较稀的云彩，运用更强的观察标准来修建天文台认证。

1946 年，在望远镜发生的 300 年之后，英国科学家莱曼斯必策明确提出「假如人们可以把天文学望远镜放到外太空中，那麼人们就拥有一双更强大的双眼，可以看的更长远」。接着，航天工程的进一步发展趋势，这一构想最后变为实际，人们逐渐将望远镜送进外太空。

在接着的几十年中，哈勃外太空望远镜面世，因为资产等难题，口径从最开始的预估的 3 米减少至了 2.4 米，发送時间也持续延迟。1990 年，发现号航天飞船最后将哈勃望远镜送到了外太空，带上检测宇宙空间太空，解除宇宙起源谜团的每日任务，哈勃在近地轨道一直运作迄今。

外太空望远镜是一座人们天文史类上的里程碑式，这等同于将双眼立即放进外太空，打开了全新升级的宇宙空间对话框，取得成功填补了地面观察的不够。现阶段哈勃的超太空当场则是科学家现阶段能够得到的最机敏和深层次的电子光学影象，是能见光影象中宇宙空间的深处。而现阶段最有可能变成退伍军人哈勃的继任的詹姆斯韦伯望远镜的主镜口径为 6.5 米，是哈勃望远镜的 2.7 倍之上，集聚工作能力是哈勃的 6 倍，理论上，韦伯望远镜乃至能够亲眼看到宇宙空间的第一缕光辉。

斥资极大，被觉得是天文学将来的外太空望远镜，现如今要被地面工程项目迎头赶上了？

地面上的猿巨人大家族

GMT 为何那么强？因为它够大。

针对电子光学望远镜来讲，要想见到更长远更加暗的地区，就必须更强的集光工作能力，也就是更高口径的浴室镜子。但外太空望远镜的高成本费、运送承载力等技术性限定，更高口径的电子光学望远镜现阶段只有建在地面。

从 20 新世纪 80 时代逐渐，国际性上刮起了生产制造新一代大中型望远镜风潮，路基望远镜中的猿巨人家族计划面世。巨大望远镜方案，指的是天文台认证应用的直徑超过 20 米的望远镜。包含新建中的 39 米口径的欧州巨大望远镜（E-ELT）和坐落于美国夏威夷的 30 米口径望远镜（TMT）等。

做为猿巨人大家族在其中一员，超大哥伦布只有排老三。

GMT 包括七个直徑 8.4 米的主镜，一片中间主眼镜片，6 片离轴眼镜片，像花瓣一样的排序方法，6 个围绕在四周的眼镜片可以观查到管理中心眼镜片不可以观查到的一切视角的光源。因而，这类设计方案令这台望远镜将产生 24.5 米直徑的集光地区，那样的集光工作能力足够在近 160 千米（100 公里）外见到刻在钱币上的火把。而现如今地面上较大的电子光学望远镜是凯克 10 米级望远镜，能够从 10 千米外读取报刊上的题目文本。

▲ 哥伦布超大望远镜片排序方法设计效果图 | GMT 官方网站

这般大的眼镜片，生产制造時间非常悠长，刚锻造进行的第六面浴室镜子，立在边沿时约有二层楼高，为 GMT 开展浴室镜子制做的是亚利桑那大学摄像镜头试验室——世界最大的望远镜摄像镜头生产制造战团。手工制造的每一面镜子，都必须 20 吨硼硅硫酸夹层玻璃来锻造，消耗接近三个月的時间锻造进行后，还必须大概 6 个月的時间来制冷。接着必须历经用时2年的打磨抛光全过程，弯折成一个精准的样子。最后促使每一面镜子的表层电子光学精密度低于人们秀发总宽的千分之一，新冠病毒颗粒物的 5 分之一。

实际上从 17 新世纪逐渐，大家一直在追求完美更高的口径。

但传统式方式下的大口径遭受那时候的技术性限定，制做出的眼镜片十分厚实，为了更好地保持表层样子，防止自身重量过大等缘故产生的形变，口径也相对受限制。

80 时代后，更轻巧的镜面玻璃制做、切分镜面玻璃及其积极光学技术发生。薄镜面玻璃积极电子光学便是用一个动态性支撑点系统软件来开展操纵主镜样子，根据更改主镜样子来赔偿因为外部能量，像风、作用力等产生的歪曲，进而保持最好显像情况。此后，电子光学望远镜拥有向更高口径前行的标准。

躲避了口径上的限定，但躲不过全部地面望远镜都是会碰到的难题——空气。一样的，口径越大，集光全过程中受大气湍流的危害也就越大，眼下的「雾霾天气」会更重。对于此事，响应式光学系统的发生则等同于给望远镜戴到了一副纠正「近视眼镜」。响应式电子光学是一种智能化的仪器仪表，系统软件中的波前感应器可用以检验光波的失帧，随后再对图象即时测算和校正，眼镜片的薄厚能够全自动形变，用于解决地面望远镜碰到的大气湍流难题。

▲ 超大哥伦布望远镜在其中一面镜子已经制做中 | GMT 官方网站

巨大望远镜方案中的这种「猿巨人」统统选用切分式眼镜片来构成主镜，配置更强的响应式光学系统，用于降低因为地球大气层影响造成的图象失帧，捕获比现阶段更清楚的星体图象。

现阶段 39 米口径的欧州巨大望远镜和坐落于美国夏威夷的 30 米望远镜都已经修建中，由于工程量清单极大，再加上新冠肺炎疫情的危害，预估竣工時间在持续延迟。尽管排名老三，但做为猿巨人大家族中第一台逐渐工程施工，也是进行进展最大的特大型地面望远镜，超大哥伦布假如按照计划成功交付使用，将变成世界最大的电子光学望远镜。

仰望星空

间距人们第一台望远镜创造发明迄今，早已有 400 很多年。

在悠长的发展趋势全过程中，从片式发展趋势到双片，从地面观察发展趋势到老天爷巡查，从最开始仅有 4.2 公分，到现如今 “世界最大的天文学望远镜” 的头衔数易其主。不但是运用人的眼睛由此可见的能见光开展观察，当代望远镜另外运用了射电波和 × 放射线来检测宇宙的奥秘，但无论是地面望远镜或是外太空望远镜，射电望远镜或是电子光学望远镜这些，他们最后的总体目标全是浩瀚的宇宙。

忘记过去大家只有用人眼开展天文学观察，望远镜变成人们探索世界最有效的电子器件「双眼」。

外太空望远镜以前一度摆脱了人们对宇宙空间的认知能力，这些夜空人的眼睛没法观察到的暗淡一部分，被拍攝成清晰的图片传到地球上，招来一片高呼，可是这还还不够。

3 月 7 日，NASA 对外开放官声称哈勃望远镜在再一次进入了安全中心。外部一直好奇心哈勃到底还能一切正常运作多长时间，能够毫无疑问的是早已提前完成每日任务的它退休很近了。

此外，詹姆斯韦伯望远镜迈入喜讯：早已完成了最后的系统测试，预估将在2020年 10 月份发送。这一 NASA 和欧空局最开始费用预算 5 亿，最后竣工斥资接近 100 亿美金的外太空望远镜新项目，虽然发送時间一再延迟，但它可能协助大家洞悉宇宙空间的以往：从爆发以后的第一缕光，到太阳系的产生和演化。

▲ 超大哥伦布望远镜效果图渲染 | GMT 官方网站

而现阶段预估 2029 年交付使用的 GMT 也可能通过若隐若现的地球大气层，在加快澎涨的一望无际宇宙空间中，肩负探索宇宙空间中行星和行星系的转化成、超级黑洞和暗能量的秘密，及其太阳系的发源等重担。

当第一批路基巨大望远镜交付使用，可能是人们探索世界过程中的一次极大飞越。大家能够从地面考虑，认清大量外星球的秘密。

• 我们都是宇宙空间中唯一的智慧生物吗？

• 最开始的星球是怎么产生的？

• 宇宙空间最后将迈向何处？

不清楚第一个仰望星空的人们，心里是不是也带上那样的疑虑。

探寻外星球秘密的步伐，从地面到外太空，从尝试登天的万家，到现如今好奇号走上火花，外太空酒店餐厅定义问世，下一步可能是怎样，没人有准确的回答。但能够毫无疑问的是，持续发展趋势的人类发展史，可能检测到巨大恐怖的中大量的颜色。