Алюминиевое напыление и стекло с малым тепловым расширением
В 1935 году американец Стронг открыл новый способ покрытия зеркала — путем напыления алюминия на поверхность в вакууме. Этот метод нашел применение при производстве зеркал для астрономических телескопов вместо прежнего метода серебрения поверхности зеркала. Алюминиевая поверхность по сравнению с посеребренной обладает лишь незначительно меньшим коэффициентом отражения в желтой части спектра (около 90%), однако ее отражательная способность в диапазоне от голубого до фиолетового цветов еще ниже (коэффициент отражения здесь можно считать исключительно высоким, если он достигает 80%). Поскольку обычные фотоматериалы наиболее чувствительны именно к синим лучам, замена посеребренной поверхности алюминированной в наибольшей степени ощущается при фотографических наблюдениях.
Следует отметить, что в Японии метод алюминиевого покрытия зеркал был разработан и внедрен в производство всего на полгода позже, чем это было сделано в США.
С появлением крупных телескопов-рефлекторов было отмечено заметное воздействие изменений температуры окружающей среды на стеклянное зеркало телескопа. При наблюдениях в ночное время происходит значительное понижение температуры воздуха, как правило, после полуночи. Охлаждение окружающей среды приводит и к понижению температуры стекла, причем это изменение весьма неравномерно.
Под влиянием температурных изменений происходит деформация зеркала, что порождает аберрацию. При этом в рефлекторе с двумя и больше зеркалами малейшее искривление главного зеркала приводит к значительному искажению хода лучей, усиленному повторными отражениями от зеркал. Искажение изображения при температурном искривлении линзы в 3 раза меньше искажения, возникающего при искривлении зеркала.
В качестве материала для зеркал, стойкого к изменениям теплового режима, используют кристаллы и кварц. В частности для зеркал, используемых при наблюдениях Солнца, применяют плавленный кварц, коэффициент теплового расширения которого в 20 раз ниже соответствующей величины для обычного стекла. Однако практически невозможно получить крупный блок из такого вещества. В 1930 году фирма «Корнинг» (США) разработала способ производства пи-рекса — стекла с малым коэффициентом теплового расширения. Коэффициент теплового расширения пирекса составляет всего Чз от соответствующего коэффициента для обычного стекла. Кроме того, из него легче получить изделие крупных размеров, поэтому впоследствии он стал наиболее употребимым материалом при изготовлении зеркал для крупных телескопов-рефлекторов.
В 1934 году фирма «Корнинг» изготовила из пирекса диск диаметром 510 сантиметров и толщиной 60 сантиметров, на что ушло около двух лет. Для облегчения веса этого изделия его внутренняя часть имела устройство наподобие пчелиных сот, и тем не менее вес диска превышал 10 тонн. Заготовка зеркала была перевезена в Лос-Анджелес, где она была отшлифована для придания зеркалу параболической формы. Сначала работали над тем, чтобы придать поверхности зеркала сферическую форму с радиусом кривизны 33,9 метра, затем в центральной части было вышлифовано углубление в 0,127 миллиметра для получения необходимой параболической формы и, наконец, было сделано покрытие зеркала.
В конце концов оно было перевезено в обсерваторию Маунт-Паломар в южной Калифорнии и установлено на специальной монтировке под куполом диаметром 40 метров. Так начал действовать самый крупный в то время телескоп в мире. Этот телескоп вместе с 2,5-метровым телескопом обсерватории Маунт-Вилсон носят имя Хэйла — в знак памяти ученого-астронома, приложившего огромные усилия для реализации проектов этих обсерваторий и способствовавшего сбору средств для их строительства.
|
