Миниатюризация астрономической оптики.

[Олег.]

Всё приборостроение развивается в сторону миниатюризации.
Только почему - то телескопостроение не хочет этого делать.
Чем больше объектив телескопа. тем лучше.
А нельзя - ли обойти как нибудь этот камень преткновения?
Меня  интересуют перспективы голографии в этой области.
Или здесь сумели сделать только голографические решётки?
А нельзи ли получить голограмму большого зеркала в сходящемся пучке
и в дальнейшем эту голограмму использовать как объектив телескопа?
Размер голограммы должен быть во много раз меньше объектива телескопа, так как
используется сходящийся пучок.
В чём здесь проблемы?
Какие типы голограмм перспективно использовать для этих целей?
Какова должна быть толщина слоя эмульсии для этого?
Какова максимальная глубина изображаемого пространства, достигнутая сейчас в голограммах?
Если можно, то дайте ссылки по этим вопросам.

[Дрюша]

Всё дело в том, что видимый свет имеет ограниченную длину волны (видимым считается диапазон длин волн от 0.4 до 0.7 мкм, в среднм это 0.55 мкм).

Разрешающая способность оптической системы (и, кстати, глолграммы тоже) по максимуму определяется соотношением её размеров к длине волны света. Но это по максимуму (чисто теоретически). Практически же никто не мешает сделать сколь угодно плохую оптическую систему (или голограмму) сколь угодно больших размеров. Но сделать сколь угодно хорошую систему (или голограмму) заданных размеров (я уж не говорю про сколь угодно малые) - нельзя. Принципиально. Можно переёти в диапазон рентгена, гамма-лучей... Тогда - да. А в оптике - нет.

Практически, хороший телескоп (до 200-250 мм включительно) реализует теоретически возможное разрешение. Дальше - как правило, уже не позволяет атмосфера. А, скажем, микроэлектронике до теоретически возможного предела - ещё пилить и пилить (но квантовый компьютер обещают к 2020 году).

[vasilich]

В прошлом году один коллега по форуму (к сожалению, не помню), любезно предоставил ссылку на отчет группы специалистов по проектам телескопов нового поколения. Если владеете английским, найдете и прочтете. Там проведен исчерпывающий анализ того, каковы наблюдательные ограничения наземных установок. Коллега Дрюша отметил верно: компенсация атмосферной турбулентности - ключевая проблема телескопов с большой апертурой. Там применяются хитрющие системы с пьезозеркалами, отслеживающими в реальном времени состояние атмосферу на оптическом пути, комбинации микрозеркал типа DLP-проекторов и прочие навороты "современного приборостроения". Но ни один наворот не может отменить волновую природу света, пусть даже далеких звезд, поэтому минимизировать телескоп нельзя в принципе.

[halx]

Ещё один, чисто "бытовой" аргумент. Если бы такое решение существовало (миниатюризация телескопа), его давно бы уже разработали и реализовали лучшие умы человечества по заказу военно-космической индустрии. Этого нет, следовательно, решение либо не существует, либо настолько дорого, что во много раз дешевле запустить в космос обычную полноразмерную оптику.

Из области фантастики: единственный очевидный метод миниатюризации - применить в конструкции телескопа искусственную микро ЧД, и использовать эффект гравитационного линзирования. Главное - обеспечить безопасность (чтоб глаз не засосало в окуляр )

Ок. Второй вариант придумал. Но, возможно, нерабочий. Господа оптики поправят  Тоже на нано уровне.
Зеркало телескопа имеет некоторую точность изготовления. Часть его поверхности не работает. Мы наращиваем поверхность, чтобы получить большее количество "работающих" участков. А что если наращивать не поверхность, а объём?
Представьте триллионы нано-роботов с нано зеркалами/линзами в вакуумной банке, контролируемых супер-компьютером, которые обеспечат эффективный сбор фотонов в нужной точке, динамическое фокусирование как в адаптивной оптике, программное конфигурирование необходимых оптических свойств инструмента.

[Serj]

Представил. В нетленку!

[vasilich]

А я вспомнил фантастический рассказ "Непобедимый". Там целая цивилизация нанороботов была. Красивая идея.

[MaK Sim]

Из области фантастики: единственный очевидный метод миниатюризации - применить в конструкции телескопа искусственную микро ЧД, и использовать эффект гравитационного линзирования. Главное - обеспечить безопасность (чтоб глаз не засосало в окуляр )

.

ДА!!! Такая система страдала бы жуткой сферической оберацией! 

[Дрюша]

Насчёт гравитационно-линзового телескопа

ДА!!! Такая система страдала бы жуткой сферической оберацией! 

Ну, сли на основе микро-ЧД, - то, наверное.

А есть и другой подход. Можно взять не ЧД, а просто достаточно большой и плотный (по массе) сгусток материи. Например, тёмной. Коей во Вселенной в 10 раз больше чем "обычной" (тут кавычки вполне уместны, ибо какую их них правомернее называть "обычной" - нашу светлую, то есть, видимую, или эту самую "тёмную"? Ведь если по-честному, какой из них больше, - та и "обычнее"...). Кстати, "тёмная материя" зазря не поглощает, не отражает и не рассеивает наш обычный (то есть, светлый) свет. Все современные просветляющие супер-покрытия - отдыхают!

Тогда можно сформировать такое сферически-симметричное облачко из этой тёмной материи, радиальное распределение плотности у которого специально подобрано так, чтобы не было никакой сферической аберрации (если надо, то могу даже формулу для этого распределения вывести - в форме дифуравнения, хотя бы...). И что интересно, это будет абсолютный супер-гипер-апохромат (потому как принцип эквивалентности рулит для всех цветов видимого и невидимого спектра) Кроме того, при условии сферической симметрии это будет абсолютный апланат, анастигмат... Ну, короче, с полезным полем зрения 360 градусов. И на всём этом поле - дифракционное качество! А ещё, этот гравитационный объектив будет с таким же успехом фокусировать и "тёмное излучение", так что если удастся наладить соответствующий тёмный фотоприёмник, то наверное, в "тёмном свете" моно увидеть много чего интересного.

Одно только удручает. Что даже такой супер-телескоп с гравитационной линзой из тёмной материи не сумеет преодолеть дифракционного предела, и его разрешалка будет определяться всё тем же соотношением D/лямбда. Одна надежда - на жёсткое гамма-излучение и космические лучи сверхвысоких энергий. Ну, там просто лямбда очень маленькая...

[halx]

Ну, сгусток нерелятивистской материи должен же быть достаточно большим, а это противоречит условиям задачи ("мааааленький телескоп"). Может быть "дырку" можно было бы раскрутить или поплющить для должного эффекта? 

А вот пресловутый параметр Д/лямбда - нельзя ли оптимизировать, хотя бы теоретически?

К примеру, если взять ЭОП, или насадить в банку демонов максвела, то лямбда перестаёт играть прямую роль в этом приближении. А если взять радиоинтерферометр, то понятие D - сильно растяжимо 

Ок. Заходя с другой стороны. Мы имеем дело с неким волновым фронтом излучения от объекта, так? И, с целью воссоздания изображения объекта по волновому фронту, нам необходимо вычленить как можно больше деталей в этой волне. Ведь с точки зрения информатики, любая точка зеркала телескопа получает информацию от каждой точки излучающего объекта? Я конечно, плаваю в этом вопросе, но иначе получить изображение объекта можно было бы только с зеркалом сопоставимым по размерам с самим объектом. В простейшем случае рефлектора, отражение от сферы (или параболы) это всего лишь простейший способ автоматической (физической) сортировки информации заключённой в волне методом наложения, (интерференции лучей в главном фокусе)? Какие могут быть альтернативы? (Пусть даже самые нереализуемые, но очень малого порядка в размерах, что должен делать наш дрессированный демон-наноробот?)

[le0]

В наше время развиваются технологии разработок принципиально новых материалов и неизвестно куда это все выведет. Возможно будут изобретены сверхлегкие сверхпрозрачные материалы с одинаковым коэффициэнтом преломления в видимом участке спектра и тогда будет второе рождение рефракторных схем. И тогда будет революция.

[vasilich]

Простите, коллега, а что, для рефракторов дифракцию уже отменили? Что-то нам отцы-командиры не доводили соответствующий приказ министра обороны. Хотя если приказ секретный, то физики могли не знать. А если серьезно, то из новых материалов не стоит делать панацеи. Свет - волна, законы волновых процессов объективны для всех видов и длин волн. Иначе придется и радио отменить тем же приказом, а заодно и звук.

[MaK Sim]

Насчёт гравитационно-линзового телескопа

ДА!!! Такая система страдала бы жуткой сферической оберацией! 

Ну, сли на основе микро-ЧД, - то, наверное.

А есть и другой подход. Можно взять не ЧД, а просто достаточно большой и плотный (по массе) сгусток материи. Например, тёмной. Коей во Вселенной в 10 раз больше чем "обычной" (тут кавычки вполне уместны, ибо какую их них правомернее называть "обычной" - нашу светлую, то есть, видимую, или эту самую "тёмную"? Ведь если по-честному, какой из них больше, - та и "обычнее"...). Кстати, "тёмная материя" зазря не поглощает, не отражает и не рассеивает наш обычный (то есть, светлый) свет. Все современные просветляющие супер-покрытия - отдыхают!

Тогда можно сформировать такое сферически-симметричное облачко из этой тёмной материи, радиальное распределение плотности у которого специально подобрано так, чтобы не было никакой сферической аберрации (если надо, то могу даже формулу для этого распределения вывести - в форме дифуравнения, хотя бы...). И что интересно, это будет абсолютный супер-гипер-апохромат (потому как принцип эквивалентности рулит для всех цветов видимого и невидимого спектра) Кроме того, при условии сферической симметрии это будет абсолютный апланат, анастигмат... Ну, короче, с полезным полем зрения 360 градусов. И на всём этом поле - дифракционное качество! А ещё, этот гравитационный объектив будет с таким же успехом фокусировать и "тёмное излучение", так что если удастся наладить соответствующий тёмный фотоприёмник, то наверное, в "тёмном свете" моно увидеть много чего интересного.

 Популярным языком скажу так, что не получится из тёмной материи сделать объектив телескопа: какая не была бы форма данного облака из т.м. оно всегда будет рассеивать, зато её можно будет неплохо ипользовать как неплохой корректор сферичекой, разместив сразу за ЧД...... и тем более сейчас бытует такое мнение что  ТМ распределена во вселенной равномерно и есть просто свойство пространства(в  больших масштабах), так что о какой либо её лакализации сей час говорить явно не приходится, так что подождем ещё пару столетий до выяснения всех обстоятельст......

[vasilich]

А из соломы подобное устройство можно изготовить? Или, скажем, из навоза или фанеры? Дорогие коллеги, не знаю как вы, а я придерживаюсь более скромных запросов. Тот же "Hubble" показал почти всю возможную для наблюдений Вселенную, осталась лишь принципиально невидимая ее часть, а вы говорите.  А ЧД из навоза - было бы круто. Впрочем, приказа о запрете мечтаний тоже не доводили, почему бы и нет.
С уважением, Николай.

[Олег.]

А из соломы подобное устройство можно изготовить? Или, скажем, из навоза или фанеры?



Кто - нибудь реально может ответить на поставленные мною вопросы?

[halx]

Вам уже реально ответил г-н Дрюша. Могу перевести кратко - никак нельзя.
А вот на мои бы вопросы кто бы ответил из оптиков (про оптического демона максвела)?

[Дядя Вова]

Ой! Коллеги, развесилили!
Самое смешное это заголовок раздела форума:
Практическая астрономия

А есть и другой подход. Можно взять не ЧД, а просто достаточно большой и плотный (по массе) сгусток материи. Например, тёмной.

[Денис Никитин]

Дядя Вова ты зря так, это практическая астрономия. Только будущего и кстати не столь отдаленного. Навозные телескопы уже выпускают многие. Глядишь скоро навозно-чернодырные начнут. 

[Дядя Вова]

Дядя Вова ты зря так, это практическая астрономия. Только будущего и кстати не столь отдаленного. Навозные телескопы уже выпускают многие. Глядишь скоро навозно-чернодырные начнут. 

Нет, я не хотел сказать ничего плохого! А про механических блох с зеркальцами в лапках - так это мне очень понравилось. Потом, миниатюрить можно не только апертуру! Наример, представь телескоп в виде улитки. Корпуса же для электроники как-то "выращивают" произвольной формы (мне знакомый хвастался, что у них такой девайс есть), глядишь и до плоского телескопа недалеко.

[vasilich]

Уважаемые коллеги! Убедительно и покорнейше прошу прощения (и особо у автора темы) за навозно-фанерную модель ЧД в целях создания сверхбольшой апертуры (опять же в contra темы). Просто другой аналогии на ум не пришло. Миниатюризация апертуры может привести только к росту уровня боковых лепестков (в радиолокации это есть то же, что дифракционная картина в оптике). Осмелюсь, ради завершения темы дополнить:
     Апологеты антикоммунизма и их мелкобуржуазные прихвостни в бессильной злобе скалят свои ядовитые клыки, силясь преукрасить обветшалый фасад смердящего змеиного гнезда издыхающего империализма. А мы строим новый (но по счету третий) Рим. Только вот евроремонтами из пластика увлеклись.
Всем чистого неба и хорошей оптики. Николай.