A távcsőkészítés technológiája

A csillagászati távcső 400 évvel ezelőtti feltalálása óta a szemmel történő észlelés és a kézi beállítás helyett a fejlesztések következtében ma már hatalmas, kifinomult, számítógép-vezérelt eszközként működik digitális kimenettel. Ezen előrehaladás során két tulajdonság bizonyult különösen fontosnak: a fénygyűjtő képesség, vagyis a távcső főtükrének átmérője (ez a halvány és minél távolabbi objektumok megfigyelését teszi lehetővé), valamint a képélesség vagy szögfelbontás (amely a kisebb szögméretű és halványabb égitestek észlelését segíti elő).

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO), mint a világ csillagászatának éllovasa, többféle olyan műszaki megoldást fejlesztett ki, amelyekkel egyre nagyobb távcsőtükrök készíthetők az optikai pontosság megőrzésével.

Az ESO-ban fejlesztették ki az aktív optika technológiáját, amelyet ma már a legtöbb közepes méretű és nagy távcsőnél használnak. Az optimális képminőség megőrzését e megoldásnál ún. aktuátorok segítségével érik el úgy, hogy a megfigyelések során aktívan beavatkozva változtatják a deformálható tükör alakját.

Minél nagyobb egy tükör, elméletileg annál nagyobb felbontásra képes, de a légköri turbulencia által okozott képtorzítás miatt az optikai hullámhosszakon észlelő nagy földi távcsövek még a csillagászati szempontból legkedvezőbb helyeken sem képesek elérni annál jobb szögfelbontást, mint a 20-40 cm átmérőjű tükrös távcsövek. Egy 4 méteres teleszkóp esetében a légköri torzítás több mint egy nagyságrenddel rontja a felbontást, és a csillag képének közepén a fény intenzitása az elméleti értéknek legalább századrészére csökken. A NASA és az ESA Hubble-űrtávcsöve felbocsátásának egyik alapvető indoka az volt, hogy elkerüljék a kép elkenődését. A korszerű teleszkópoknál a légkör hatásai bizonyos esetekben kiküszöbölhetők az ún. adaptív optika használatával. Az ESO VLT úttörő jellegű volt az adaptív optika bevezetése során is, forradalmasítva a földfelszíni megfigyelő csillagászatot is.

Két vagy több távcső által gyűjtött fényt az interferometria néven ismert módszerrel egyesítve a felbontás lényegesen növelhető az egyetlen távcsővel elérhető értékhez viszonyítva. Az ESO ezen a téren úttörő szerepet töltött be a Paranal-hegyi VLT interferometriai üzemmódú használatával (VLTI).

A légköri turbulencián kívül maguk a távcsövek is hibaforrások lehetnek a csillagászati észlelések során. Gyártási hibák és bármely alkatrész tökéletlenségei a tükörtől a szerkezeti elemekig egyaránt ronthatják a kozmoszról kapott képet. Az elmúlt évek során a mérnökök számos olyan fejlesztést hajtottak végre, amelyekkel minimalizálhatók a távcső mechanikus mozgása és a mozgás során történő felmelegedés által okozott kopás és elhasználódás miatt fellépő hibák. A tükör alakjának szabályozása és a tükörfelület polírozása javult, csakúgy, mint a tartószerkezet, amely merevebbé vált, így csökkentve a deformálódást. A kis hőtágulású üveg használata szintén csökkenti a tükör torzulását a hőmérséklet változása során. A távcsövet befogadó kupolában fellépő kicsi, de mégis érzékelhető turbulencia csökkentésére visszafogták az éjszaka működő motorok és elektronikus eszközök melegedését, a teleszkópot a széltől védő kupolát pedig nappal belülről hűtik.