Forskningsframsteg om uppdelningen av teleskopets huvudspegel och formbearbetningen av underspeglarna
Den asfäriska huvudspegeln i det optiska teleskopet antar utformningen av flera underspeglars skarvning, vilket kan bryta igenom bländargränsen. Huven skjuts ut i rymden. Enligt Gauss teorem egregium kan en asfärisk yta inte delas upp i hexagoner med samma form och lika yta, och skillnaden i form och kvalitet mellan underspeglarna har större inverkan på stödstrukturen och spegelytans precision. Därför involverar uppdelningen av krökta primärspeglar inte bara den grundläggande teorin om skarvningsspeglar, utan är också en teknisk svårighet vid konstruktionen av sådana teleskop.
Nyligen föreslog teamet av Zheng Yi, en biträdande forskare vid Nanjing Institute of Astronomical Optical Technology, National Astronomical Observatory of the Chinese Academy of Sciences, en metod för primär spegelsegmentering med hjälp av invers kartprojektion. De relaterade forskningsresultaten har titeln Primär spegelsegmentering för stora optiska teleskop: en omvänd kartprojektionsmetod. Publicerad i Applied Optics. Denna studie analyserar den primära spegelkrökningen hos befintliga och underkonstruerade optiska teleskop och typiska radioteleskop, och föreslår 8 divisionsspecifikationer för plan, kon, cylinder och Goldberg-polyeder och deras motsvarande ytområden. Studier har visat att krökningen av primärspegeln i optiska teleskop är mindre än π/6, vilket är lämpligt för uppdelningsmetoden för projektion från plan till krökt yta.
Forskningen är inspirerad av kartprojektion, som ritar grafiken på jorden på en platt karta, vilket är ett uråldrigt problem i historien om humanvetenskap och teknikutveckling. På grundval av detta har forskare utvecklat en omvänd projektionsalgoritm och uppnått följande framsteg: "konform omvänd projektion", den hexagon som erhålls genom division avviker minst från den vanliga hexagonen; "omvänd projektion med lika yta", kvaliteten på de erhållna underspeglarna är lika; "Omvänd projektion med lika diameter", den erhållna underspegelns omskrivna cirkeln är den minsta, vilket sparar det dyraste spegelmaterialet. Studien föreslår att "oregelbundenhet i underspegelformen" och "skillnaden mellan underspegelområdet" är nyckelbegränsningarna för divisionen, och sedan föreslås en omfattande projektionsalgoritm, som kan erhålla ett balanserat divisionsresultat av varje index genom att justera viktfaktorn. En utvärdering med ett trettio meter teleskop som objekt verifierar metodens effektivitet (fig. 2).
Forskargruppen deltog aktivt i projektet "Thirty Meter Telescope", åtog sig formbearbetningen av underspegeln med oregelbunden form och komplext gränssnitt efter delning, genomförde experiment på en storskalig CNC-bearbetningsmaskin med fem axlar och avslutade konstruktionen av underspegeln nr 63 i Thirty Meter Telescope. Bearbetnings- och testresultaten har erkänts av den optiska gruppen av Thirty Meter Telescope.
