韦伯无法突破固态望远镜物理限制，而DARPA液体太空望远镜可以

余纪永

新的名为Zenith是一个为期四年的太空望远镜项目，包括三个阶段：初步设计阶段、实验室演示阶段和空中演示阶段。如今，固态太空望远镜已经可以帮助天文学家们认识宇宙啦，但是说实话，固态太空望远镜在分辨率方面很有限，包括韦伯和哈勃为代表的一众固态太空望远镜。这个固态指的是主镜，而且建造和维护足够大的复杂光学系统以有效跟踪该距离处的物品的成本令人望而却步。天基望远镜的另一个关键限制是，太空碎片对这些无法修复的固体透镜造成损坏的可能性也越来越大了。
DARPA美国国防部高级计划研究局的天顶计划将研究液体反射镜技术作为玻璃或铍光学器件的替代品。液体镜望远镜LMT的工作原理是流体表面可以形成抛物面（3D碟形），这是聚焦光线的最理想选择。与固态望远镜相比，液体反射镜的优势包括更容易和更低的制造成本、最大分辨率（衍射极限）上限、抗损伤能力和无限的自我修复能力、消除常规昂贵的反射镜重涂和防风雨圆顶，以及可扩展到更大的光学尺寸。
LMT已经存在多年，但显著的局限性阻碍了其实用性。最大的缺点是地面LMT受到天顶限制，这意味着它们只能直视。将望远镜倾斜一个角度会导致抛物面失去形状，液体会从底板溢出。数学上保证光聚焦形状所需的微妙的力平衡要求旋转轴完全垂直。对于天基LMT，需要航天器推力来诱导重力，需要使用有限的燃料资源，而航天器旋转以形成抛物线成像表面会增加设计复杂性。
Zenith项目经理空军少校表示：“LMT已经解决了固态光学的所有缺点，但也提出了新的独特挑战，我们希望在这个项目中克服这些挑战。我们希望打破需要旋转和重力来创建光聚焦光学表面的游戏规则。我们成功利用了材料技术、电磁力控制和潜在的其他方法的最新进展来解决当前LMT的天顶限制。天顶计划旨在创建新一代的LMT，它可以指向任何姿态，从而实现各种各样的天文学应用。如果我们实际制造成功的话，下一代天文望远镜的尺寸和分辨率将大幅提高太空领域的感知能力。”
Zenith是一个为期四年的项目，前两个阶段将侧重于整体孔径，该计划的第三阶段要求修改这些单结构（液体）设计，以包括分段设计，第三阶段预计将主要液体反射镜扩展为全功能光学望远镜演示，以证明端到端成像能力。总而言之，Zenith正处于第一阶段与第二阶段的交界处～
理论太过先进，查无此图，这三张配图均不是液态太空望远镜～

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0lpn08La
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