NASA使用3D打印技術(shù)研發(fā)帶自由曲面鏡片的望遠(yuǎn)鏡

寂靜天花板

  美國宇航局（NASA）在3D打印的創(chuàng)新應(yīng)用方面一直處于領(lǐng)先地位。NASA在其航天器中越來越多地使用3D打印技術(shù)以用于制造零部件原型甚至包括最終成品,。而如今,，又有一個重要的航天器部件要被3D打印占領(lǐng)了,，那就是望遠(yuǎn)鏡的反射鏡。盡管在過去已經(jīng)有些望遠(yuǎn)鏡的部件通過3D打印而成,，但是反射鏡不在其中,。這次是作為一項新的光學(xué)工程研究的一部分，來自NASA Goddard 太空飛行中心的一個團隊正在規(guī)劃為下一代的雙鏡面設(shè)備3D打印任意曲面的反射鏡,。
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. u% F# y  Q* z8 J9 X1 ]& ] NASA的這一計劃也是為了迎合望遠(yuǎn)鏡技術(shù)發(fā)展的新潮流,，徹底告別那種將鏡片裝在圓管子里經(jīng)典望遠(yuǎn)鏡的形象。該新項目利用了最新的突破性光學(xué)技術(shù)可以打造出幾乎任何形狀的望遠(yuǎn)鏡,，同時能實現(xiàn)比以往任何時候都更好的圖像質(zhì)量,。而且看起來3D打印也將是這項未來技術(shù)的一部分。該突破性技術(shù)被稱為光學(xué)自由曲面（freeform optics）,，正在由位于馬里蘭州Greenbelt的Goddard太空飛行中心的一隊光學(xué)工程師進(jìn)行研究,。

   該研究團隊，包括工程師Joseph Howard和Garrett West,，目前正在尋求設(shè)計和實現(xiàn)一種基于這些自由曲面光學(xué)概念的兩鏡望遠(yuǎn)鏡,。“使用自由曲面光學(xué)技術(shù)可以可以顯著減小設(shè)備的尺寸以及提升圖像質(zhì)量,�,！盚oward 解釋說,。這一技術(shù)可以用于開發(fā)小型的結(jié)構(gòu)緊湊的望遠(yuǎn)鏡。這種望遠(yuǎn)鏡非常適合那些小衛(wèi)星,。他補充說：“如果你想要把這些望遠(yuǎn)鏡放進(jìn)一個小盒子里,，那么你就需要像薯片一樣彎曲的鏡子�,！�

    所謂的自由曲面光學(xué)系統(tǒng),，主要是基于一種不對稱的鏡子，與傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡的鏡子相比,，它可以創(chuàng)建更大的可用視野,，而且重量更輕、更緊湊,。傳統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡如果要用在太空往往需要九個對稱的鏡子。但是Howard和West已經(jīng)通過自由曲面光學(xué)技術(shù)將這一數(shù)字降低至6,，而且將其完整包裝的尺寸縮減了十倍,。目前研究團隊的目標(biāo)是先打造出最初的原型，并使用其中的兩面自由曲面鏡子進(jìn)行測試,。Howard說：“我們的設(shè)計研究表明如果使用自由曲面鏡子的話可以將這些鏡子的數(shù)量減少5個人甚至更多,。”

   但是,，有趣的內(nèi)容將在下一年真正開始,，解釋研究團隊計劃使用一個3D打印的自由曲面鏡子進(jìn)行測試，而使用的技術(shù)將來自于另外一個致力于研究3D打印完整成像望遠(yuǎn)鏡的項目,。項目團隊認(rèn)為,，這種3D打印方法足以改變對系外行星成像的游戲規(guī)則�,！癗ASA將因此受益,。”Howard說：“光學(xué)自由曲面將至關(guān)重要,。它們將擁有更大的視野,，而且適合尺寸有限的包裝，比如現(xiàn)在流行的小衛(wèi)星或者立方體衛(wèi)星等,，或者能夠為航天器節(jié)省出更多的空間,。”

    為提高研發(fā)效率,，NASA最近還成立了Freeform Optics Research Group Endeavor（FORGE）,，該機構(gòu)將專注于研究下一代望遠(yuǎn)鏡。

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