Actieve optiek

The VLT mirrors use the active optics technology

Optische telescopen vangen licht uit het heelal op met een primaire spiegel. Met grotere spiegels kunnen astronomen meer licht opvangen. Om deze reden verloopt de evolutie van de telescoop volgens het motto 'groter is beter’. In het verleden moesten spiegels van een paar meter groot extreem dik zijn om te voorkomen dat ze hun vorm verliezen als de telescoop de hemel afspeurt. Uiteindelijk werden de spiegels zo zwaar dat er een nieuwe manier moest worden gevonden om de optische kwaliteit te behouden.

Een van de technologische ontwikkelingen van ESO staat bekend als actieve optiek. De beeldkwaliteit wordt behouden door middel van actuatoren waarmee tijdens het waarnemen de vorm van een flexibele spiegel wordt aangepast.

Elke Unit Telescope van ESO’s Very Large Telescope heeft een semiflexibele primaire spiegel met een diameter van 8,2 meter. Als de telescoop wordt gedraaid om in een andere richting waar te nemen dan verandert de vorm en de positie van de gigantische spiegel. Actieve optiek corrigeert voor verstoringen door continu een referentiester te monitoren. De kleinste veranderingen ten opzichte van de optimale beeldkwaliteit worden automatisch gedetecteerd. De vorm en de positie van de telescoopspiegel worden dan op vaste momenten aangepast - ongeveer eens per minuut. Op deze manier blijven sterren op foto’s altijd zo rond en scherp mogelijk. Er wordt echter niet gecorrigeerd voor turbulentie in de atmosfeer. Dit wordt gedaan met behulp van adaptieve optiek die afzonderlijk en sneller werkt.

De actieve optiek-techniek is door ESO ontwikkeld in de jaren tachtig. De eerste grote telescoop waarbij van de voordelen van deze revolutie gebruik werd gemaakt was ESO’s New Technology Telescope (NTT) op het La Silla Observatorium. De NTT is in 1990 in gebruik genomen. Sindsdien maken de 75 verstelbare steunpunten onder de 3,58-meter primaire spiegel, en de geavanceerde analyse- en controle-software dit tot een van de beste telescopen ter wereld. Actieve optiek wordt nu toegepast in alle moderne grote telescopen, inclusief ESO’s VLT.

Elke Unit Telescope van de VLT is uitgerust met het beste systeem voor actieve optiek. Met het systeem wordt de primaire 8,2-meter Zerodur-spiegel en de secundaire 1,1-meter lichtgewicht, beryllium spiegel bovenin het frame van de telescoop bestuurd. Deze technologie biedt complete controle over de optische kwaliteit waardoor met de VLT optimaal gebruik kan worden gemaakt van de exceptionele atmosferische omstandigheden op Paranal. De hoge kwaliteit van de astronomische waarnemingen die nu routineus worden uitgevoerd bevestigen het succes van deze techniek.

Dankzij actieve optiek kunnen de primaire spiegels van de vier Unit Telescopes wel 22 ton wegen, 8,2-meter breed zijn en toch maar 17 centimeter dik - de vorm van een gigantische pannenkoek. Elke spiegel rust op 150 computergestuurde steunpunten die verankerd zijn in een extreem stijve cel die ongeveer 11 ton weegt. De actieve optiek van de VLT garandeert dat deze grote spiegels altijd de optimale vorm hebben en de beste foto’s van het universum opleveren.