एक दर्पण को 'आलू की चिप की तरह' क्यों झुका दिया जाता है ताकि अंतरिक्ष दूरबीन छोटी हो और देखने का व्यापक क्षेत्र हो?

Question

मैं नासा की विशेषताओं को ब्राउज़ कर रहा था और इस पर आया था - आउट विद द ओल्ड, इन द न्यू: टेलीस्कोप मिरर

फ्रीफ़ॉर्म ऑप्टिक्स, इस उभरती हुई दर्पण तकनीक, जिसे कंप्यूटर-नियंत्रित निर्माण और परीक्षण में प्रगति के द्वारा लाया गया है, ने ऑप्टिकल इंजीनियरिंग में एक समुद्री परिवर्तन शुरू कर दिया है ... प्रौद्योगिकी उन वैज्ञानिकों के लिए महान वादा रखती है जो क्यूबसैट और अन्य छोटे के लिए कॉम्पैक्ट दूरबीन विकसित करना चाहते हैं। उपग्रह - अधिक लोकप्रिय मिशनों के लिए एक तेजी से लोकप्रिय और लागत प्रभावी विकल्प जो निर्माण और लॉन्च करने के लिए अधिक महंगा है।

क्यूब्स के लिए टेलीस्कोप ?!

लेख में यह चित्रण था, और मैं यह पता लगाने की कोशिश कर रहा हूं कि यह कैसे विकृतियों के बिना एक स्पष्ट छवि में परिवर्तित हो जाता है, और वे क्यों कहते हैं कि यह दूरबीन को और अधिक कॉम्पैक्ट बनाने की अनुमति देता है।

यह एक छोटा लेख था जिसने इसे समझाने की कोशिश भी नहीं की, और जब मैं गैर-विशेषज्ञों के लिए इस विषय पर अन्य लेखों की तलाश में गया तो मुझे ज़िप मिला। शायद यह समझाने के लिए बहुत चुनौतीपूर्ण है, लेकिन मैंने सोचा कि मैं किसी भी तरह पूछूंगा। मैंने कुछ सप्ताह पहले एक उत्साही युवा से कहा था कि एक क्यूबसैट पर उपयोगी कुछ दूरबीन को लॉन्च करना संभव नहीं है। ओह ...

Comments

आप विशेष रूप से एक सामान्य दर्शकों के लिए एक लेख की तलाश कर रहे हैं? मुझे लगता है कि वाक्य को एकल होना चाहिए या कुछ सोच सकते हैं कि आप एक गहन स्पष्टीकरण चाहते हैं।

दृष्टिवैषम्य पर एक त्वरित नज़र, दृष्टिवैषम्य के लिए कहते हैं, इस बोर्ड पर उन लोगों के लिए अपने सवाल को आसान बनाने में मदद कर सकते हैं।

@ स्पेसर अच्छी तरह से, शायद सामान्य दर्शक एक मजबूत शब्द है। मेरा मतलब है कि मुझे क्षेत्र के लोगों के लेखों के अलावा कुछ नहीं मिला। मैं दृष्टिवैषम्य के लिए आकार देने वाले लेंस के सिद्धांतों को समझता हूं, लेकिन मुझे वहां से नहीं मिल सकता है कि काठी के आकार के दर्पण से परिलक्षित प्रकाश कैसे एकत्र होता है और एक अविभाजित छवि के रूप में सहेजा जाता है।

— किम धारक मोनिका को

आप एक क्यूबसैट पर 100 मिमी एपर्चर प्राप्त करते हैं। क्लासिक प्रकाशिकी के साथ, आप लॉन्च से पहले इसे "संपीड़ित" कर सकते हैं, और यह अंतरिक्ष में खुलता है और साधन के पीछे को आगे से दूर धकेलता है। ऑल-गोलाकार डिज़ाइन के साथ, स्पॉट-मकसुतोव-कैसग्रेन की तरह, विखंडन इतना महत्वपूर्ण नहीं है, इसलिए मुझे लगता है कि विमुद्रीकरण लॉन्च और तैनाती से बच जाएगा। पूरी तरह से तैनात यह 300 मिमी से अधिक लंबा होगा, बहुत बुरा नहीं। तो अब आपके पास वायुमंडल के ऊपर 100 मिमी का एपर्चर है, जो प्रकाश प्रदूषण से मुक्त है, जो बहुत लंबे समय तक संपर्क करने में सक्षम है। मैं कहता हूं कि यह उपयोगी होगा, आप इसके साथ कुछ शोध कर सकते हैं।

— फ्लोरिन आंद्रेई

बेहतर अभी तक, SCTs के लिए हाइपरस्टार ऐड-ऑन के सिद्धांत को देखें। यह आपको एक f / 2 फोकल अनुपात देता है, काफी तेजी से। इसमें केवल एक प्राथमिक दर्पण और कैमरे के सामने सुधारक की आवश्यकता होती है। प्रकाश प्रदूषण की अनुपस्थिति के साथ संयुक्त, और इसके द्वारा सक्षम बहुत लंबा एक्सपोज़र समय, f / 2 फोकल अनुपात वास्तव में कुछ दिलचस्प हासिल कर सकता है, एक शोध पीओवी से 100 मिमी एपर्चर के साथ शक्ति का समाधान करने की एक पूरी नहीं है, लेकिन आरपी नहीं है सब कुछ। निर्वात में f / 2 उपकरण बहुत बेहोश विस्तारित वस्तुओं (जैसे कुछ नेबुला) को बहुत अच्छी तरह से देखने में सक्षम होगा।

— फ्लोरिन आंद्रेई

Answer 1

फ्रीफॉर्म ऑप्टिक्स एक बहुत ही सीमित स्थान में एक टेलीस्कोप को cramming की विशिष्ट चुनौती का जवाब है। एक पारंपरिक उपकरण में सभी प्रकाशिकी सममित और एक ही धुरी पर संरेखित होगी। यह क्यूबसैट के भीतर बहुत अधिक जगह बर्बाद करेगा। इसके अलावा, पारंपरिक डिजाइन व्यापक होने की तुलना में अधिक लंबे होते हैं; वे एक घन में अच्छी तरह से फिट नहीं होते हैं; क्लासिक उपकरणों को बनाना बहुत कठिन है जो कि चौड़े होते हैं।

लेकिन फ़्रीफ़ॉर्म ऑप्टिक्स के साथ आप घन के भीतर कुछ दिशाओं में प्रकाश उछाल सकते हैं। आप अभी भी एक सभ्य फोकल लंबाई प्राप्त करेंगे, और आप सभी उपलब्ध मात्रा का उपयोग करेंगे।

चूँकि प्रकाश सामान्य से भिन्न कोणों पर दर्पणों से परावर्तित होता है, आप पारंपरिक सममित आकृतियों जैसे कि परवलयिक, गोलाकार आदि का उपयोग नहीं कर सकते हैं। आपको मूल रूप से एक परवलयोजन लेने और इसे एक दिशा में स्क्विश करने की आवश्यकता होती है ताकि यह एक परवलयिक के समान काम करे। दर्पण (मैं सरल कर रहा हूं), लेकिन 45 डिग्री के प्रतिबिंब के कोण पर।

इस तरह के एक उपकरण में आप कई "आलू चिप" दर्पण रख सकते हैं, जैसा कि ऊपर चित्र में है। आपको साधन को समग्र रूप से डिजाइन करना होगा; कंप्यूटर सिमुलेशन प्रत्येक दर्पण के आकार को तब तक समायोजित करेगा जब तक कि पूरे उपकरण का प्रदर्शन एक क्लासिक सीधे डिजाइन के करीब न हो।

जहाँ तक मैं बता सकता हूँ, विनिर्माण परिशुद्धता ऐसी है कि फ़्रीफ़ॉर्म ऑप्टिक्स केवल इन्फ्रारेड जैसे लंबे तरंग दैर्ध्य पर उपयोग करने योग्य होते हैं, जहाँ कम सटीक प्रकाशिकी का उपयोग किया जा सकता है। लेकिन तकनीक हर समय सुधार करती है। यह इस बात पर भी निर्भर करता है कि आप अपनी छवि में कितना अमूर्तता बर्दाश्त कर सकते हैं।

जमीनी स्तर से उपयोग के लिए यह कम उपयोगी है, जब तक कि आपको किसी कारण से बहुत छोटे रूप में एक दूरबीन की आवश्यकता न हो। क्लासिक प्रकाशिकी अभी भी पसंद की जाती है जब अंतरिक्ष और आकार प्रतिबंधित नहीं होते हैं।

Comments

इससे मुझे थोड़ी मदद मिलती है, हालांकि मैं यह कल्पना करने में सक्षम होने के करीब भी नहीं हूं। तो क्यूब्सैट की आंतरिक दीवारें (जो 6U भी हो सकती हैं - 6 इकाइयों में से, मुझे नहीं पता कि कट-ऑफ कहां है) इन आकार के दर्पण हैं, और वे एपर्चर के साथ हस्तक्षेप नहीं करते हैं? क्या काठी के आकार का एक प्राथमिक दर्पण के रूप में जाता है?

— किम होल्डर मोनिका को 20

मुझे क्यूब्स डिज़ाइन के लिए एक अच्छा आरेख नहीं मिल सकता है। वैसे भी, प्रकाशिकी के नियमों के लिए आपको "फ़्रीफ़ॉर्म" दर्पण की आवश्यकता होती है जहां प्रतिबिंब का कोण सामान्य से बहुत दूर है। यह विचार पूरी तरह से नया नहीं है, जैसा कि प्रकाशिकी में हमेशा होता है: समान विचार के लिए Schiefspiegler डिजाइन, हालांकि इसके कारण अलग हैं; वे aberrations के बिना ऑफ-अक्ष प्रतिबिंब के लिए एक toroidal दर्पण का उपयोग करें।

— फ्लोरिन आंद्रेई