Teleskop

Då man efter teleskopets uppfinnande byggde allt större teleskop, upptäckte man att jordens atmosfär är orolig och förvränger bilderna. En stjärna har egentligen samma storlek på himlen som om vi genom ett teleskop härifrån tittade på en apelsin som var i Afrika. Att stjärnan ser större ut än så, beror på att den är utsmetad. Ref.: Info på Oxie-observatoriet. Detta maximerade till en början teleskopens storlek på jorden: det var inte lönt att bygga alltför stora, då man ändå inte fick tydligare bilder.

Ett teleskop bestående av en stor samlingslins i toppen har nackdelen att den böjer teleskopet till en banan. Eller egentligen: det böjs mer då det är horisontellt än lodrät; det är därför man inte kan kompensera böjningen så mycket. Därför började man tillverka spegelreflexteleskop, där den tyngsta spegeln ligger i botten på teleskopet och inte med sin tyngd påverkar teleskopet alltför mycket. Ett spegelteleskop kan av den anledningen göras större än ett teleskop med en lins i toppen. Emellertid blir stora speglar i reflexteleskop även deformerade: teleskopet böjs som en banan enligt ovan och spegeln buktar olika mycket beroende på om teleskopet riktas vågrätt eller lodrätt.

Det var därför man satsade på Hubble-teleskopet. I rymden finns ingen gravitation som deformerar teleskop, linser eller speglar. Det finns ingen atmosfär som förvränger bilderna eller filtrerar bort en del av ljuset (olika våglängder).

Spegeltillverkaren till Hubble-teleskopet gjorde så, att man bearbetade spegeln en dag, varefter man tog in den i ett mätrum och lät den anpassa sig till rumstemperaturen under ett dygn. Därefter mätte man felslipningar på spegeln med hjälp av en laser: strålen skulle reflekteras till en viss uträknad punkt, där den mättes med en detektor. Då mätningen visade felaktigheter, transporterades spegeln in i rummet för omslipning, justering. Det hela gjordes om tills man inte kunde mäta några felaktigheter hos spegeln. Man hade då tillverkat värdens finaste spegel. Trodde man. Mätutrustningen var svartlackerad för att inte påverka mätresultatet: minsta ovidkommande ljus skulle störa detektorn. Men en liten färgflaga var borta på detektorn: det var vid hålet till en fästskruv. Skadan var så liten, att ingen upptäckte den. Men denna störde mätresultatet och ledde till att spegeln blev felslipad. Man kunde inte ta ner Hubble-teleskopet till jorden, utan felaktigheten korrigerades med en extra lins.

Länk

Hubble-teleskopet är inte helt stilla i rymden: solljuset värmer en sida och påverkar resultatet. Om teleskopet kommer in i jordskuggan, eller vrides, får man vänta ett par timmar innan man börjar fotografera, så temperaturen i teleskopet hinner stabilisera sig.

Man har emellertid kommit på hur man kan bygga allt större teleskop på jorden. Den tunga spegeln kan stöttas med en mängd rörliga stöttor: de kan kompensera för spegelns deformering då den vrides åt olika håll.

Vidare har man kommit på hur man kan justera små speglar, så de kan kompensera för den oroliga atmosfärens distorsion. Kompenseringen sker så snabbt, att fotograferingen inte påverkas. Vissa teleskop korrigerar upp till 1000 gånger i sekunden. Det finns två slags mätningar för att styra korrigeringen: antingen riktar man teleskopet mot en ljusstark stjärna och låter denna bli avbildad så tydligt som möjligt; eller så skickar man upp en laserstråle. Laserstrålen reflekteras mot ett natruimlager i jordens atmosfär, 80 - 90 km upp. Man mäter hur mycket den reflekterade laserstrålen avvikit och justerar spegeln därefter.

Man har också kommit på hur man optiskt kan koppla samman två närliggande teleskop: diametern på teleskopet blir då detsamma som speglarnas totala yta.

I Chile, på 2 660 meters höjd, håller man på att bygga samman fyra stora teleskop. Förutom dessa ska det byggas tre små. Man räknar med att se 50 gånger mer av rymden. De stora speglarna är på 8,2 meter i diameter, gjutna i ett stycke. Detta gör dem till världens största monolitiska speglar (världens största spegel finns på Hawaii: den är 10 meter i diameter, men består av 36 mindre speglar).

De stora 8,2-meters-speglarna gjuts i Tyskland. Därefter transporteras de till Frankrike, där de slipas och poleras, vilket tar två år. De är då 18 cm tjocka. Därefter skeppas de till Chile. Under varje spegel placeras 150 datorstyrda domkrafter. Då de fyra speglarna kopplas samman optiskt, motsvarar det en spegeldiameter på 16,4 m.

Man håller på att bygga ett teleskop på Mount Graham, USA. Det har två speglar, bägge på 8,4 m i diameter, ett stycke vardera. De blir därmed världens största speglar, tillverkade i ett stycke, eftersom alla försöker överträffa varandra: tidigare rekord var 8,2 och 8,3 m. Speglarna poleras till en noggrannhet av 10 molekyler. Med hjälp av kompensering av atmosfäriska störningar räknar man med att teleskopen ska kunna se 10 gånger bättre än Hubble. Genom att optiskt länka samman de två speglarna, kan man få ljusvågorna från en sol att släckas ut, kanske 10 000 eller kanske 100 000 gånger svagare. Därmed kan man se intillvarande planeter. Man kommer att kunna mäta planeternas kemiska sammansättning och därmed utröna om de hyser liv.

Länk