Spiegeloptiek, niet uit glas of een combinatie ?

Sinds men glas kan verzilveren en later met aluminium opdampen zijn telescoopspiegels uit evoluerende "glassoorten" gemaakt of aanverwanten. Ervoor was het speculum, een metaal. Nochtans zijn er sedertdien toch experimenten gedaan met andere materialen, meestal metalen die al of niet zelf gepolijst worden of voorzien worden van een polijstbaar laagje.
In Sky&Telescope December '20 p74 staat een voorbeeld van een experiment met keramiek. Ook André Couder deed experimenten en ik heb weet van RVS, Aluminium met Kanigen Coating, Berylium ( giftig), maar ook anderen zoals Maksutov, denk ik, zochten andere wegen.
In combinatie met actieve optiek is metaal minder een probleem ook, maar actieve optiek vergemakkelijkt nu ook weer niet direct de oplossing voor amateurs.
Toevallig vond ik ook een rapport van Phlilips uit 1936 met dergelijke experimenten waarbij blijkbaar Nederlandse amateurs betrokken waren : https://www.pearl-hifi.com/06_Lit_A...ilips_Tech_Review/PTechReview-01-1936-358.pdf
Iemand enig idee wat daarvan geworden is ? Misschien zit er wel in de toekomst een vervanger voor "glas" aan te komen ook voor amateurs en het kan nooit kwaad vroegere experimenten te herbekijken door de ogen van de hedendaagse technologische mogelijkheden. Het onderzoeken (al of niet praktisch) alleen al is interessant. Benieuwd.
 
  • Leuk
Waarderingen: TomB

svdwal

Sander - Moderator
Professionals maken spiegels van metaal. De WLS heeft via-via van TNO een metalen off-axis spiegel van een cm of 20 gehad. Het ding schijnt gefreest te zijn, en heel nauwkeurig ook nog (nanometer werk).

Daar zie je ook gelijk wat het probleem voor amateurs is, een machine die zo nauwkeurig kan werken is niet te betalen. Glas heeft als voordeel dat je vrij makkelijk tot op 10 nanometer kan werken, en dat door rondjes te lopen om een oliedrum en een klont tandartsgips met badkamertegeltjes heen en weer te duwen. Dat is niet heel erg high-tech. Bewegingen van decimeters die naar nanometer nauwkeurigheden gaan, 10 ordes van groottes.

Als je al leest wat voor toestanden Herschel had met het gieten van zijn speculum spiegels, dan is glas echt een stuk veiliger.

Een concurrerende technologie moet zeker zo nauwkeurig zijn, even stijve spiegels opleveren, sneller gaan, lichtere spiegels opleveren, en minder dan 1000 euro per spiegel kosten. Dat is een enorme opgave.
 

janvangastel

Meten is weten
Ik weet dat in Brazilie spiegels van aluminium worden gemaakt. Niet zozeer omdat het zo'n goed materiaal is, maar omdat glas daar slecht te krijgen is. Er is ook een mailinglist over in het Portugees die ik nog een tijdje heb proberen te volgen. Op mijn cursus heeft iemand een aantal jaar geleden gewerkt aan een hele dunne aluminium spiegel (enkele millimeters), met op de achtergrond het idee later eventueel een hele lichte spiegel van een meter te maken. Het wilde echter niet lukken. Ik heb ook wel gelezen van experimenten met kunststof, maar tot op heden is dat ook niet gelukt. Ik weet dat in de VS iemand bezig is met het proberen een spiegel van vloeibaar kunststof te maken door het langzaam rond te laten draaien, maar het resultaat is nog niet in de buurt van iets wat op een spiegel lijkt. Ik herinner me dat in Nederland ook iemand hier mee bezig is geweest. Hij zat toen op het forum. Gelukte experimenten van amateurs op dit gebied ken ik niet.
 

Bert Bogchelman

Moderator
Harro ( astroforumlid) heeft geprobeerd uit een massief stuk aluminium een spiegel te slijpen. De moeite die hij moest doen om het aluminium te slijpen en polijsten oversteeg in ruime mate die van het maken van een gewone glazen spiegel en opdampen.
 

Houdini

Donateur
Een andere klassieke methode is een vloeibaar metaal spiegel in een draaiend vat.
De vloeistof neemt automatisch een paraboolvorm aan, als je een reflecterend metaal gebruikt (bijvoorbeeld kwik) heb je een perfecte telescoopspiegel.
 

svdr

Uranus
Die kwikspiegels zijn maar deels succesvol. Op een Amerikaanse sterrenwacht werd het experiment beëindigt omdat men te veel last had van trillingen door een treinlijn op 15 km afstand. En je kunt er ook maar erg beperkt buiten het zenit mee kijken

Zelf heb ik ooit nog geprobeerd om een 30cm f/5 te spincasten door vloeibaar epoxy op een oude platendraaier te laten draaien tijdens het uitharden maar dat werd geen succes.

Ik zie eventueel mogelijkheden in porselein met glazuur, maar dan spreken we ook weer enkel over een substraat. Dan heb je nog geen spiegel
 

Rudy

Donateur
Ik vraag me af, zijn dit soort methoden wellicht interessant voor toepassingen zonder beeldvorming? Bijvoorbeeld voor optische SETI. Het gebruik van photomultipliers is haalbaar voor amateurs, maar avalanche fotodioden worden steeds beter en dat is wat gemakkelijker/goedkoper om mee te werken. Eventuele lichtpulsjes in de orde van enkele nanoseconden moeten te detecteren zijn.
 

rikprik

Rik ter Horst
Harro ( astroforumlid) heeft geprobeerd uit een massief stuk aluminium een spiegel te slijpen. De moeite die hij moest doen om het aluminium te slijpen en polijsten oversteeg in ruime mate die van het maken van een gewone glazen spiegel en opdampen.
Het kan wel, maar het is inderdaad niet makkelijk. Voor Infra-rood instrumenten maak ik af en toe aluminium spiegels tot een diameter van 300 mm. Er is een vrij dure aluminium legering (RSA 6061) met een fijne structuur waar ik tot nu toe de beste resultaten mee behaal. Ruwheden beter dan 1 nm RMS zijn geen uitzondering meer en de optische nauwkeurigheid is identiek aan die van (goede) glazen spiegels. Maar ik moet toegeven, glas is veel makkelijker en gaat doorgaans ook veel sneller....
Hieronder een 280 mm aluminium spiegel die voor een instrument voor de ELT werd gemaakt. De zijkant van de spiegel is ingepakt met plastic20200302_164948.jpg om de rest van de spiegel tijdens het polijsten niet te verontreinigen.
20200225_112848.jpg
 

EricB

Rimpeling in de ruimtetijd
@rikprik


Om welke reden worden dan in zo'n professionele omgeving toch aluminium spiegels gemaakt en gebruikt?
 

Neo

Donateur
Had de BLAST balloon telescope ook geen grote aluminium spiegel aan boord?
Voor langgolvig IR onderzoek werkte dat prima.
 

rikprik

Rik ter Horst
@rikprik


Om welke reden worden dan in zo'n professionele omgeving toch aluminium spiegels gemaakt en gebruikt?
Goede vraag Eric, we doen dit omdat het hier gaat om instrumenten die gekoeld worden i.v.m. Infra-rood observaties (tot ca. 70 Kelvin) Het hele instrument wordt zoveel mogelijk gemaakt van het zelfde materiaal, meestal aluminium. Hierdoor kun je alles goed bij kamertemperatuur maken, assembleren en testen, en weet je dat wanneer het instrument is afgekoeld (en is gekrompen!) de optische configuratie nog steeds dezelfde afbeeldingskwaliteit heeft. Vaak is het lastig een instrument volledig te testen wanneer deze zich in een Cryostaat bevindt. De hierboven getoonde spiegel (in het optisch lab van NOVA in Dwingeloo) is trouwens gemaakt voor METIS, en dat is het 'First-light' instrument van de in aanbouw zijnde ELT.

Neo, de secondaire spiegel van BLAST is inderdaad een Aluminium spiegel, de primaire spiegel is gemaakt van Carbon fiber composiet
 

wvreeven

Moderator
Ik werk bij LSST en de de spiegels en lenzen en filters voor die telescoop zijn van glas. Met andere woorden: voor niet álle professionele observatoria worden van iets anders dan glas gemaakt.
 

rikprik

Rik ter Horst
Knap!
Ik zou verwachten dat je voor infra-rood (langere golflengtes) minder nauwkeurig mag werken dan visueel, is dit dus niet wat "overkill"?
Eigenlijk wel ja, maar je krijgt t er gratis bij tijdens het polijsten 🙂 En gezien het grote aantal spiegels in dit instrument is het ook geen ramp. Voor 'high contrast imaging' is het zelfs erg welkom...
 
Bovenaan Onderaan