Nii astronoomide kui ka füüsikute jaoks on kosmose sügavus aardeladu, mis võib meile anda vastused eksistentsi kõige sügavamatele küsimustele. Kuid sügava kosmose vaatlemine kujutab endast oma osa väljakutsetest, millest vähim on visuaalne täpsus.
Sel juhul kasutavad teadlased välise mõju kompenseerimiseks nn aktiivoptikat. Seda tehnikat töötati esmakordselt välja 1980-ndatel aastatel ja tugineti teleskoobi peeglite aktiivsele kujundamisele, et vältida deformatsiooni. See on vajalik teleskoopide puhul, mille läbimõõt on üle 8 meetri ja millel on segmenteeritud peeglid.
Definitsioon:
Nimi Active Optics viitab süsteemile, mis hoiab peegli (tavaliselt primaarse) optimaalses vormis kõigi keskkonnategurite suhtes. Tehnika korrigeerib moonutustegureid, nagu raskusjõud (erinevatel teleskoobi kaldel), tuul, temperatuurimuutused, teleskoobi telje deformatsioon jt.
Adaptiivne optika kujundab aktiivselt teleskoobi peegleid, et vältida välismõjudest (nagu tuul, temperatuur ja mehaaniline pinge) tekkivat deformatsiooni, hoides samal ajal teleskoopi aktiivselt paigal ja optimaalses vormis. Tehnika on võimaldanud ehitada 8-meetriseid ja segmenteeritud peeglitega teleskoope.
Kasutamine astronoomias:
Ajalooliselt on teleskoobi peeglid pidanud olema väga paksud, et oma kuju säilitada ja taevaotsingu ajal täpseid vaatlusi tagada. See muutus aga peagi teostamatuks, kuna suuruse ja kaalu nõuded osutusid ebapraktiliseks. Uue põlvkonna teleskoobid, mis on ehitatud alates 1980. aastatest, on lootnud selle asemel väga õhukesetele peeglitele.
Kuid kuna need olid liiga õhukesed, et end õiges vormis hoida, võeti kasutusele kaks meetodit nende kompenseerimiseks. Üks oli selliste ajamite kasutamine, mis hoiavad peegleid jäigalt ja optimaalse kujuga, teine oli väikeste, segmenteeritud peeglite kasutamine, mis väldiks suurema osa gravitatsioonimoonutusi, mis tekivad suurtes paksudes peeglites.
Seda tehnikat kasutavad suurimad teleskoobid, mis on viimase kümnendi jooksul ehitatud. Nende hulka kuuluvad teiste hulgas Kecki teleskoobid (Hawaii), Põhjamaade optiline teleskoop (Kanaari saared), Uue tehnoloogia teleskoop (Tšiili) ja Telescopio Nazionale Galileo (Kanaari saared).
Muud rakendused:
Lisaks astronoomiale kasutatakse aktiivset optikat ka mitmel muul otstarbel. Nende hulka kuuluvad laserseadistused, kus läätse ja peegleid kasutatakse fokuseeritud valgusvihu suuna juhtimiseks. Interferomeetrid, seadmed, mida kasutatakse segavate elektromagnetiliste lainete eraldamiseks, toetuvad samuti aktiivsele optikale.
Neid inferomeetreid kasutatakse astronoomia, kvantmehaanika, tuumafüüsika, fiiberoptika ja muude teadusuuringute valdkondades. Aktiivset optikat uuritakse ka kasutamiseks röntgenpildis, kus kasutataks aktiivselt deformeeritavaid karjatamise langemispeegleid.
Adaptiivne optika:
Aktiivset optikat ei tohiks segi ajada adaptiivse optikaga - tehnikaga, mis töötab atmosfääri mõju kompenseerimiseks palju lühema aja jooksul. Mõjud, mida aktiivne optika kompenseerib (temperatuur, raskusjõud), on sisemiselt aeglasemad ja nende aberratsiooni amplituud on suurem.
Teisest küljest korrigeerib Adaptive Optics atmosfääri moonutusi, mis mõjutavad pilti. Need parandused peavad olema palju kiiremad, kuid ka väiksema amplituudiga. Seetõttu kasutab adaptiivne optika väiksemaid korrigeerivaid peegleid (sageli teleskoobi teine, kolmas või neljas peegel).
Oleme ajakirjale Space Magazine kirjutanud palju optikaalaseid artikleid. Siin on Photoni sõel, mis võiks optikat revolutsiooniliselt muuta, mida tegi Galileo leiutis ?, mida tegi Isaac Newtoni leiutis? Millised on suurimad teleskoobid maailmas?
Samuti oleme salvestanud terve episoodi astronoomialavastustest, mis käsitlevad adaptiivset optikat. Kuulake siin: Episood 89: Adaptiivne optika, Episood 133: Optiline astronoomia ja Jagu 380: Optika piirid.
Allikad:
- Vikipeedia - aktiivne optika
- Science Daily - aktiivne optika
- Euroopa lõuna vaatluskeskus - aktiivne optika
- Austraalia teleskoobi riiklik rajatis - aktiivne optika
