Sia per gli astronomi che per i fisici, le profondità dello spazio sono un tesoro che può fornirci le risposte ad alcune delle domande più profonde dell'esistenza. Tuttavia, osservare lo spazio profondo presenta la sua parte di sfide, non ultima la precisione visiva.
In questo caso, gli scienziati usano ciò che è noto come ottica attiva per compensare le influenze esterne. La tecnica è stata sviluppata per la prima volta negli anni '80 e si basava sulla modellatura attiva degli specchi di un telescopio per prevenire la deformazione. Ciò è necessario con telescopi che superano gli 8 metri di diametro e hanno specchi segmentati.
Definizione:
Il nome Active Optics si riferisce a un sistema che mantiene uno specchio (di solito il primario) nella sua forma ottimale contro tutti i fattori ambientali. La tecnica corregge i fattori di distorsione, come la gravità (a diverse inclinazioni del telescopio), il vento, i cambiamenti di temperatura, la deformazione dell'asse del telescopio e altri.
L'ottica adattiva modella attivamente gli specchi di un telescopio per prevenire deformazioni dovute a influenze esterne (come vento, temperatura e sollecitazioni meccaniche) mantenendo il telescopio attivamente immobile e nella sua forma ottimale. La tecnica ha permesso la costruzione di telescopi da 8 metri e quelli con specchi segmentati.
Utilizzare in astronomia:
Storicamente, gli specchi di un telescopio hanno dovuto essere molto spessi per mantenere la loro forma e garantire osservazioni accurate mentre cercavano nel cielo. Tuttavia, questo divenne presto impossibile poiché le esigenze di dimensioni e peso divennero poco pratiche. Le nuove generazioni di telescopi costruite dagli anni '80 si affidano invece a specchi molto sottili.
Ma poiché erano troppo sottili per mantenersi nella forma corretta, furono introdotti due metodi per compensare. Uno era l'uso di attuatori che avrebbero tenuto gli specchi rigidi e in una forma ottimale, l'altro era l'uso di specchi piccoli e segmentati che avrebbero impedito la maggior parte della distorsione gravitazionale che si verifica in specchi grandi e spessi.
Questa tecnica viene utilizzata dai più grandi telescopi costruiti nell'ultimo decennio. Ciò include, tra gli altri, il Keck Telescopes (Hawaii), il Nordic Optical Telescope (Isole Canarie), il New Technology Telescope (Cile) e il Telescopio Nazionale Galileo (Isole Canarie).
Altre applicazioni:
Oltre all'astronomia, l'ottica attiva viene utilizzata anche per numerosi altri scopi. Questi includono allestimenti laser, in cui obiettivi e specchi sono utilizzati per orientare il corso di un raggio focalizzato. Gli interferometri, dispositivi utilizzati per emettere onde elettromagnetiche interferenti, si affidano anche all'ottica attiva.
Questi inferometri vengono utilizzati per scopi di astronomia, meccanica quantistica, fisica nucleare, fibre ottiche e altri campi della ricerca scientifica. L'ottica attiva viene anche studiata per l'uso nell'imaging a raggi X, dove verrebbero impiegati specchi di incidenza al pascolo attivamente deformabili.
Ottica adattiva:
L'ottica attiva non deve essere confusa con l'ottica adattiva, una tecnica che opera su una scala temporale molto più breve per compensare gli effetti atmosferici. Le influenze compensate dall'ottica attiva (temperatura, gravità) sono intrinsecamente più lente e hanno un'ampiezza maggiore nell'aberrazione.
D'altra parte, l'ottica adattiva corregge le distorsioni atmosferiche che influiscono sull'immagine. Queste correzioni devono essere molto più veloci, ma anche avere un'ampiezza minore. Per questo motivo, l'ottica adattiva utilizza specchi correttivi più piccoli (spesso il secondo, terzo o quarto specchio di un telescopio).
Abbiamo scritto molti articoli sull'ottica per Space Magazine. Ecco il setaccio fotonico potrebbe rivoluzionare l'ottica, cosa ha inventato Galileo? Cosa ha inventato Isaac Newton? Quali sono i più grandi telescopi al mondo?
Abbiamo anche registrato un intero episodio di Astronomy Cast tutto sull'ottica adattiva. Ascolta qui, Episodio 89: Adaptive Optics, Episodio 133: Optical Astronomy, e Episodio 380: The Limits of Optics.
fonti:
- Wikipedia -Attiva ottica
- Science Daily - Active Optics
- European Southern Observatory - Active Optics
- Australia Telescope National Facility - Active Optics
