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巨型麦哲伦望远镜

巨型麦哲伦望远镜（英语：Giant Magellan Telescope，缩写：GMT）是正在建造中，预计在2025年完工启用的地基极大望远镜[5]，它包含7个直径8.4米（27.6英尺）的主镜[6]，将观察可见光和近红外线（320–25000 nm[3]），具有24.5米（80.4英尺）主镜的解析能力，和相当于22.0米（72.2英尺）口径的集光区域[7]，这大约是368平方米（8.365米口径的7倍）[4]。预期这架望远镜的解析度将是哈伯太空望远镜的10倍，并且在其开光使用时会是世界上最大的光学天台。在2015年12月，已经完成4面镜子，而且山顶设施的建造工作也已经开始[8][9]。

巨型麦哲伦望远镜
艺术家笔下的巨型麦哲伦望远镜
基本资料
组织GMT集团
位置智利，拉斯坎帕纳斯天文台
坐标29°01.7′S 70°41.15′W / 29.0283°S 70.68583°W / -29.0283; -70.68583
高度2,516公尺[1][2]
波长320–25000 奈米[3]
建筑Under construction
望远镜型式格里式
口径25.448公尺[4] (~80 ft.)
角解析度0.21–0.3″ at 500 nm[3]
集光面积368 m²[4]
焦长18.000 m (M1)
202.745 m (M1+M2)[4]
架台经纬仪
http://www.gmto.org/
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计画共使用7面镜子，但开始运作时只会先使用其中的4面[10][11] 这个价值10亿美元的专案由美国主导，与澳大利亚、巴西、以色列、韩国和台湾合作，智利为地主国。

设置的场地

 
拉斯坎帕纳斯天文台

望远镜的安装地点是拉斯坎帕纳斯天文台[12]，也是麦哲伦望远镜的所在地；位于智利拉塞雷纳北北东约115 km（71 mi）和科皮亚波南方 180 km（112 mi），高度为2,516米（8,255英尺）[1][2]。这个地点因为在一年中的大部分时间，以其出色的视宁度和晴朗的天气，已被选为新仪器的设置地点[13]。此外，由于远离人口聚集的中心和其它有利的地理条件：在亚他加马沙漠周围大部分的地区，不仅没有空气污染，而且夜空受到光污染的影响也很小，使这一地区成为地球上长期天文观测的最佳地点之一。主要地点的准备工作始于2012年3月23日，将山顶铲平的首次爆破。在2015年11月，于奠基仪式之后，现场开始施工[8][9]。

镜片

 
巨型麦哲伦望远镜和其他著名光学望远镜主镜面积比较，点选影像可看大图。

望远镜将使用世界上最大的7个反射镜组合做为主反射镜，每个反射镜的直径都是8.417米（27.61英尺）。这种组合将在中心安放一面镜子，然后其它6面对称地排列在它的周围。面临的挑战是外围的6面镜子虽然彼此相同，但将是离轴的，不会独立的径向对称，因此需要修改通常的抛光和测试程式[14]。

这些镜子是由亚利桑那大学的斯图尔德天文台理查 F 卡里斯镜像实验室建造的[15]。第一面镜子于2005年11月3日在旋转炉（英语：rotating furnace）中铸造完成，但在6年半之后，第二面镜子在2012年1月14日铸造时，还在进行研磨和抛光[16][17]。 第三面镜子在2013年8月铸造[10][18]，第四面镜子在2015年9月铸造[19]。

每一面镜子的铸造需要使用20吨从日本大原公司（英语：Ohara Corporation）进口的的E6硼矽酸盐玻璃（英语：borosilicate glass），并且耗费12-13星期的时间[20]。 铸造完成后，它们还需要大约6个月的时间来冷却[10]。

第一面镜子的抛光工作在2012年11月完成[21]。 由于这是一个离轴的元件，因此必须开发各种新的光学测试和实验室的基础设施来抛光镜面。

由于每1-2年就需要重新蒸镀镜面，而每个镜子都需要花1-2星期来蒸镀，所以企图铸造7个相同的离轴镜子，以便有一个备用的镜子可以替换[22]。 虽然完整的望远镜有7面镜子，但计画在开始运作时只使用4面镜子[10]。

主镜阵列整体的焦比（焦距除以直径）是f/0.71，但每个镜子只是整体直径的三分之一，因此单一镜子的焦比是f/2.14[18]。 完整的望远镜系统是格里望远镜，整体的焦比是f/8。像现代所有的大型望远镜一样，它也将配置调适光学[23]。

由于有非常大的口径和调适光学，科学家们期望有非常高品质的影像。影像的解析度应该能超越哈伯太空望远镜 [5]。

比较

巨型麦哲伦望远镜是一种新型的望远镜，各项设计都比以前的望远镜大得多，归类为超大望远镜[24]。计画中的其它超大望远镜包括欧洲极大望远镜和30米望远镜 [25]。

名称 口径
直径（m）		 集光
面积（m²）		 开光
欧洲极大望远镜（ELT） 39.3 978 2025
30米望远镜（TMT） 30 655 2027[26]
巨型麦哲伦望远镜（GMT） 24.5 368 2024[27]
南非大望远镜（SALT） 11.1 × 9.8 79 2005
凯克望远镜 10.0 76 1990, 1996
加那利大型望远镜（GTC） 10.4 74 2007
甚大望远镜（VLT） 8.2   1998-2000
Notes: future dates for first-light are provisional and are likely to change.

组织

这个专案由美国主导，与澳大利亚、巴西、以色列、韩国和台湾合作，智利为地主国[8]。下列组织是研制望远镜的联合会成员[28]：

位于帕萨迪纳的卡内基天文台办公室在其停车场绘制了 GMT 主镜阵列的轮廓。在卫星影像中很容易看到它：34.15591N,118.13345W（巨型麦哲伦望远镜轮廓图）。在2018年1月，科进集团获得管理巨型麦哲伦望远镜建设的合约[29]。

镜片状态

总共有8片主镜：一片中央主镜片，6片离轴镜片[30]，和一片备用的离轴镜片[31]，当镜片被清洗和重新蒸镀时，这些镜片将会轮流来使用。这些反射镜是使用下面有蜂窝结构的硼矽酸盐玻璃（英语：Borosilicate glass）制成[30]；还为这架望远镜设计了调适光学的二次镜[30]。望远镜开始观测时只会使用4片镜子：中央和周围的3个离轴镜片[11]。

  • 镜片1：2005年10月铸造[20]，2012年8月完成抛光，表面精确度达到19奈米，rms[21]。
  • 镜片2：2012年1月铸造[20]。
  • 镜片3：2013年8月铸造[10][20]。
  • 镜片4：2015年9月铸造[19]。这是中央镜片[11]。
  • 镜片5：2017年11月铸造[32]。
  • 镜片6：在初期施工阶段。
  • 镜片7：计划中。
  • 镜片8：尚无计划。

相关条目

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 José Terán U.; Daniel H. Neff; Matt Johns. SPIE 6267: Symposium on Astronomical Telescopes and Instrumentation. Orlando, FL: SPIE: 2. 2006-05-29 [2008-03-31]. （原始内容存档于2015-11-22）.  |contribution=被忽略 (帮助)
  2. ^ 2.0 2.1 Joanna Thomas-Osip, The Seeing and Turbulence Profile at Las Campanas Observatory: GMT Site Testing Progress Report (PDF), Syposium on Seeing, Kona, HI: AAS: 3, 2007-03-20 [2008-03-31], （原始内容存档于2020-10-13） 
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  8. ^ 8.0 8.1 8.2 Amos, Jonathan. Giant Magellan Telescope: Super-scope project breaks ground. BBC News. 12 November 2015 [2015-11-15]. （原始内容存档于2020-11-28）. 
  9. ^ 9.0 9.1 The Giant Magellan Telescope Organization Breaks Ground in Chile. [2019-03-19]. （原始内容存档于2018-08-05）. 
  10. ^ 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 Harvard Magazine - Giant Magellan Milestone (2013). [2019-03-19]. （原始内容存档于2020-10-21）. 
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 Hutchins, Shana K. Giant Magellan Telescope to Cast Milestone Fourth Mirror. Texas A&M Today. September 18, 2015 [2015-12-17]. （原始内容存档于2017-10-04）. There is special significance to the fourth mirror. It will be the central unit. Without it, the other mirrors would be much more difficult to bring together to function as a single telescope. Also, our baseline plan starts the operations of the GMT with just these four mirrors, which will all have been cast once this one is complete. 
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外部链接

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