在上世紀(jì)90年代末期,一些歐洲國家經(jīng)濟快速增長,但這并沒有影響科學(xué)界的發(fā)展。重大工程如大型強子對撞機已經(jīng)完成,ITER熱核反應(yīng)堆正在研制,國際空間站正在建設(shè)中。這些項目引起了科學(xué)界的興奮,甚至還有更宏大的項目激發(fā)了人們的想象,但后來由于各種原因不得不放棄,其中包括配備100米鏡子的壓倒性大型望遠鏡項目。

在1997年,歐洲南方天文臺提出了激光調(diào)諧的想法。當(dāng)時,已經(jīng)建成了四臺甚大望遠鏡(VLT)中的第一臺,自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)已經(jīng)積極應(yīng)用,這意味著望遠鏡的尺寸不會受到湍流運動的限制。事實上,對流層的不規(guī)則性會扭曲圖像,導(dǎo)致星星閃爍。
對于大型望遠鏡而言,情況更加嚴(yán)峻。為了解決這個問題,所有大型望遠鏡都會向天空發(fā)射激光,形成一顆人造恒星。這樣可以了解在給定的時間內(nèi)存在哪些扭曲。這些扭曲經(jīng)過檢測器的分析,并傳輸?shù)讲ㄇ靶U鳌Mǔ#ㄇ靶U魇且幻婵梢钥焖俑淖冃螤钜赃m應(yīng)空氣振動的鏡子,這樣就避免了空氣運動對望遠鏡視野的干擾。
百米鏡子并不能解決所有的問題,實際上,這只是一個美麗的數(shù)字,盡管計劃將縮放比例限定在60到130米之間。為了達到光學(xué)設(shè)計的上限,他們計劃使用直徑不超過8米的二級單片鏡。
主鏡將由六邊形部分組裝而成。這種望遠鏡的部件可以裝入國際運輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)集裝箱中,從而更容易、更便宜地進行運輸。實際上,為了制造這樣一臺天文儀器,需要一個高約100米、活動部件為鋼塔形式的結(jié)構(gòu)。

為了優(yōu)化設(shè)計,自1998年以來,我們一直在開展緊張的工作。望遠鏡的移動部件重達4.5萬噸,在2005年,這個重量減輕了三倍。然而,該結(jié)構(gòu)仍然需要在特殊的軌道上使用特殊的手推車進行旋轉(zhuǎn)。極大望遠鏡采用了六個鏡子的光學(xué)設(shè)計。
主要的一座望遠鏡建議采用百米長的結(jié)構(gòu),由16米長的六角形塊(共3048塊)組成球形。這種材料可以是陶瓷,以降低膨脹系數(shù),也可以是碳化硅,以減少可移動結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。然而,后者的材料非常堅硬,因此拋光鏡子非常困難。因此,采用陶瓷材料更為可行。
百米望遠鏡的成本非常高昂,這是一個巨大的挑戰(zhàn)。除了望遠鏡本身的制造成本外,還需要考慮到建造、運輸、安裝和維護的費用。此外,望遠鏡的運行和科學(xué)研究也需要大量的資金支持。
盡管存在這些挑戰(zhàn),但仍有許多科學(xué)家和天文學(xué)家對百米望遠鏡的建設(shè)持有樂觀態(tài)度。他們相信,百米望遠鏡將為天文學(xué)研究帶來突破性的進展,可以觀測到更遙遠、更暗淡的天體,揭示宇宙的奧秘。

百米望遠鏡是一項雄心勃勃的科學(xué)工程,旨在推動天文學(xué)的發(fā)展。盡管目前還沒有實現(xiàn)這樣的望遠鏡,但科學(xué)界對其潛在的科學(xué)價值充滿信心。隨著技術(shù)的不斷進步和科學(xué)家們的努力,我們有望在未來看到這樣的巨型望遠鏡的建設(shè)。