巨镜探索太空

在美国亚利桑那州图森市的一个工场内,一个巨炉每 7 秒转动一次,炉

内温度高达摄氏 1170 度。

在此高温下,玻璃液流进圆形蜂巢形的模子中,铸成圆盘,直径 3.5 米,中央较边缘薄少许。此后几个月,圆盘经过冷却、成形和打磨,制成世界最大望远镜中的反射镜。打磨成形,整个工序由电脑监控,确保镜面呈正确的浅弧形。

最后在镜面涂上反射层。为此,把整个反射镜放进真空密室内,用加热器将铝丝气化,在镜面冷凝成一层薄膜。

用上述技术制造望远镜,效果一向令人满意。设计师现正打算制造更大的望远镜。如果以传统方法制造,反射镜会极其笨重。望远镜的其他部分都要按比例加大,制造工作会艰巨得多,造价也昂贵得多。例如,帕洛马山望远镜的反射镜直径 5 米,若以制造此镜的同一方法制造一面 8 米反射镜,其

重量就得增加 3 倍。

图森的工程人员为了制造直径大而重量轻的反射镜面,研制出旋转熔炉。把碎玻璃放进铸模前,先放入许多六角形的水泥块。玻璃熔化后,流入水泥块之间,形成网状薄壁,就像由蜡构成的蜂巢结构。制成的玻璃结构, 内有许多六角形“蜂房”,上下两面用玻璃片密封。下方的玻璃片开有小孔, 以便镜匠在玻璃冷却后,用强力水流冲走脆性的水泥(颇似“蜂房”中的“蜜”),使蜂巢状玻璃成为空心结构。这种蜂巢状反射镜的重量,只有同样大小实心反射镜的 1/4。

蜂巢状结构如何磨成弧面呢?答案是根本不用磨。试想像一下:一桶液体绕垂直轴高速旋转,液体会因离心力而向四周上涌,结果液面自然形成凹弧形。蜂巢状玻璃的凹弧形表面即利用这个原理制成。