为什么要用许多小镜子拼成一个大镜面

美国夏威夷岛莫纳克亚山上，林林总总排布着许多望远镜。这些望远镜中，称王的是两台名叫“凯克”的望远镜。如果你有机会去看它俩的主镜，说不定会颠覆你对望远镜的印象——它们的主镜不是一个完整的反射镜，而是由36个六角形小镜子拼接起来，看着如同一个马蜂窝。这些小镜片组合起来，威力一点都不比大镜面差。

这种技术称为“拼接镜面”，为何要采用拼接镜面技术呢？因为望远镜的口径越大，便可以接收到越多来自遥远天体的光，看到越远越暗的天体，还能看到更加清晰的天体细节。但当口径达到8米左右之后，更大的镜片遇到了意想不到的问题，其中最主要的麻烦是现有的基础设施难以满足大口径镜片的要求。如果做一个口径10米的镜片，该如何运输呢？到时候车辆不够大，公路、桥梁、隧道也不够宽。而且更大的镜片制造难度大，成本高。

凯克望远镜的拼接镜面

人们想出一个办法：化整为零，采用多个镜面进行拼接，这样降低了制造成本，也避免了基础设施的限制。不过拼接而成的镜面面临着一系列问题。这些小镜面必须精确地将收集来的光线汇集在一起——即“共焦”，共焦后才能发挥所有小镜片收集光线的本领。但是想要这些小镜子齐心协力，达到一枚大镜子的清晰程度，除了共焦，各个小镜子反射光的相位误差还要非常小才行，这称为共相位技术。这项非常困难的技术，凯克望远镜做到了，这才拍出了细节清晰的天体照片。（姜晓军）

加那利大型望远镜（GTC）

【微博士】世界上最大的光学望远镜

目前已经建成的最大的单镜面望远镜的口径都超过了8米，比如欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT），包括4台8.2米口径的望远镜，同时又可以和位于同一台址的4台1.8米口径的辅助望远镜构成威力更加巨大的望远镜阵。日本在夏威夷莫纳克亚山上建造的昴星团望远镜口径也达到了8.2米。美国、意大利、德国联合建造的大双筒望远镜（LBT）由两个口径分别为8.4米的镜筒组成，合成的聚光本领相当于一台口径11.9米的望远镜。更大口径的望远镜均采用多个六角形蜂窝状的镜面拼接成一个大镜面的方式。位于加那利群岛的加那利大型望远镜（GTC），口径为10.4米，由36块小镜面拼接而成，为目前世界上最大口径的光学望远镜。而预计2018年建成的欧洲极大望远镜（E-ELT）的口径将超过39米，将是世界上最大的望远镜。

【微问题】几个望远镜如何协同工作？

【关键词】主动光学　拼接镜面　光纤　下一代望远镜