自适应光学技术焕发活力

【美国《大众科学》月刊１月号文章】题：彻底改造望远镜
在空军菲利普斯实验室的“恒星之火”光学设施，是在星球大战计划中发展起来的武器设计与制造技术的成果，它现在担负着新的使命——帮助“地上”的天文学家更清楚地观察太空。它用的技术称为自适应光学技术，它将大功率激光器、高速计算机和变形镜面综合起来使望远镜能够克服大气畸变。
“恒星之火”设施的主要目的是研究开发自适应光学技术，以用于包括导弹防御、太空飞船监控、强光束和与外太空之间的通信在内的空军激光应用领域。在此设施开展的研究还将使民用天文学产生革命。自适应光学技术能使清晰度或者说观察细节的能力提高５０到１００倍。
许多天文学家说，在某些方面，从使用自适应光学技术的“地上”设施得到的图像质量，甚至超过哈勃太空望远镜发回的图像。
自适应光学技术最初是１９５３年由天文学家霍勒斯·巴布科克在一篇论文中提出的，又过了２０年才开始对使用变形镜面的想法进行实验。在８０年代，这项技术作为“星球大战”计划中关于用射束武器全面拦截飞来的敌方导弹目标的一部分而重新焕发出活力。
“恒星之火”设施造价２７００万美元的新望远镜的镜面达３．５米，用来监视数千个移动很快的低地球轨道卫星。它能跟踪并拍摄飘游在距地球表面１０００公里处的像篮球大小的物体。这台望远镜将在１９９５年年中安装自适应光学系统，同时由于要进行一些测试，此望远镜和与它安装在同一地方的一个１．５米望远镜共同使用一台激光器。
这台１．５米望远镜以每秒５０００个光波脉冲的速率向天空发射绿色的激光。激光束逐渐变细到达１０公里的高空，在那里出现了一个“星”。这种人工造成的灯标称为激光指南星。
从激光指南星反射回来的光被望远镜的镜面所收集并送入波阵面传感器中。这种传感器每分钟采样１２万次以测量大气畸变。然后由一种独特的高度并行计算机处理这些信息，将正确的指令发送到第二个变形镜面。这一茶碟大小的“橡胶”镜面是由特殊玻璃制成的，厚约１毫米。
在变形镜面的背面安装着成簇的活塞状小装置，称为传动装置。在“恒星之火”设施镜面为１．５米的望远镜上共有２４１个传动装置，每个之间间隔７毫米。这些传动装置推拉望远镜，每分钟调整镜面９０００次。