Aktiivinen optiikka

VLT-teleskoopin pääpeileissä käytetään aktiivista optiikkaaOptista valoa havaitsevat teleskoopit keräävät kosmoksen valoa pääpeileillään. Suuremmilla pääpeileillä tähtitieteilijät tallentavat enemmän valoa ja siten teleskooppien kehitys on usein seurannut mantraa "enemmän on parempi". Aikaisemmin halkaisijaltaan muutamaa metriä suuremmat peilit piti tehdä äärimmäisen paksuiksi, jotta ne eivät olisi muuttaneet muotoaan teleskoopin kääntyillessä eri suuntiin. Lopulta tällaiset peilit tulivat liian raskaiksi käyttää ja piti keksiä uusi tapa saavuttaa parempi optinen tarkkuus.

ESO:n kehittämä teknologia, joka tunnetaan nimellä aktiivinen optiikka, säilyttää ihanteellisen kuvanlaadun yhdistämällä joustavaan pääpeiliin niinkutsuttuja aktuaattoreita, jotka säätävät peilin muotoa havaintojen teon aikana.

Kussakin ESO:n neljästä VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) yksikköteleskoopista on osittain joustava pääpeili, jonka halkaisija on 8.2 metriä. Kun teleskooppi kiertyy havaitsemaan kohdetta uudessa suunnassa, jättimäisen pääpeilin muoto ja asento vaihtelevat. Aktiivinen optiikka korjaa nämä vääristymät seuraamalla havaintojen teon aikana jatkuvasti vertailutähteä ja tietokoneohjattu kuva-analysaattori havaitsee pienimmätkin poikkeamat ihanteellisesta kuvanlaadusta. Tämän laitteen opastamana teleskoopin pääpeiin muotoa ja asentoa korjataan automaattisesti säännöllisin väliajoin, tyypillisesti noin kerran minuutissa. Täten tähtien kuvat pysyvät aina niin pyöreinä ja terävinä kuin mahdollista. Tämä ei kuitenkaan korjaa ilmakehän pyörteilyn aiheuttamia häiriöitä, jotka korjataan erillisellä ja nopeammalla adaptiivisella optiikalla.

ESO kehitti ensimmäisen tietokoneohjatun aktiivisen optiikan järjestelmän 1980-luvulla. Ensimmäinen tätä teleskooppiteknologian mullistanutta keksintöä hyödyntänyt suuri teleskooppi oli ESO:n uuden teknologian teleskooppi NTT (New Technology Telescope) La Sillan observatoriolla. NTT:n aloitettua toimintansa vuonna 1990 ovat sen 75 säädettävää tukijalkaa 3.58-metrisen pääpeilin alla yhdessä edistyneen kuva-analyysi- ja ohjausohjelmiston kanssa tehneet teleskoopista yhden maailman parhaista. Aktiivista optiikkaa sovelletaan nykyään kaikkiin suuriin, nykyaikaisiin teleskooppeihin ESO:n VLT-teleskoopista lähtien.

Jokaisessa VLT:n neljästä yksikköteleskoopista on aikansa paras aktiivisen optiikan järjestelmä. Järjestelmät ohjaavat niin 8.2-metristä zerodur-lasista valmistettua pääpeiliä kuin kevyttä 1.1-metristä berylliumpeiliäkin teleskoopin huipulla. Tämä teknologia takaa optiikan laadun täydellisen hallinnan ja siten VLT pystyy täydellisesti hyödyntämään Paranalin poikkeuksellisia ilmasto-olosuhteita. VLT:llä rutiininomaisesti suoritettujen tähtitieteellisten havaintojen huippulaatu takaa tämän aktiivisen optiikan järjestelmän menestyksen.

Tämän teknologian ansiosta neljän yksikköteleskoopin pääpeilit voivat painaa 22 tonnia, olla halkaisijaltaan 8.2 metriä ja silti olla vain 17 senttimetriä paksuja. Ne muistuttavat jättimäisiä ohukaisia! Jokainen peili makaa 150 tietokoneella ohjatun, äärimmäisen jäykkään, 11 tonnia painavaan kennoon asennetun tukijalan päällä. VLT:n aktiivinen optiikka takaa, että nämä suuret peilit ovat aina ihanteellisen muotoiset ja tuottavat aina ensiluokkaisia kuvia maailmankaikkeudesta.