大型光学望远镜

大型光学望远镜

凯克望远镜（Keck Ⅰ，Keck Ⅱ）

凯克望远镜是当前世界上已投入工作的口径最大的光学望远镜之一，Keck Ⅰ和Keck Ⅱ分别在1991年和1996年建成，它们配置完全一样，而且都放置在夏威夷的莫纳克亚，用于干涉观测。它的名字源于为它捐赠建造经费的企业家凯克（W.M.Keck）。

它们的口径都是10米，由36块六角镜面拼接组成，每块镜面口径均为1.8米，而厚度仅为10厘米，通过主动光学支撑系统，使镜面保持极高的精度。焦面设备有三个：近红外照相机、高分辨率CCD探测器和高色散光谱仪。

“凯克这样的大望远镜，可以让我们沿着时间的长河探寻宇宙的起源，甚至能让我们一直向回看，看到宇宙最初诞生的时刻。”

欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）

欧洲南方天文台自1986年开始研制由4台8米口径望远镜组成一台等效口径为16米的光学望远镜。这4台8米望远镜排列在一条直线上，它们均采用地平装置，主镜采用主动光学系统支撑，指向精度为1秒，跟踪精度为0.05秒，镜筒重量为100吨，叉臂重量不到120吨。这4台望远镜可以组成一个干涉阵，做两两干涉观测，也可以单独使用每一台望远镜。

大天区面积多目标光纤光谱望远镜（LAMOST）

LAMOST是中国于2008年10月建成的一架有效通光口径为4米、焦距为20米、视场达20平方度的中星仪式的反射施密特望远镜。它把主动光学技术应用在反射施密特系统，在跟踪天体运动中作实时球差改正，实现大口径和大视场兼备的功能。LAMOST的球面主镜和反射镜均采用拼接技术，并且采用多目标光

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纤的光谱技术，光纤数可达4 000根，而一般望远镜只有600根。LAMOST将极限星等推到20.5等，比SDSS计划（美国斯隆数字巡天计划）高2等左右。

该望远镜已于2010年4月17日被正式冠名为“郭守敬望远镜”。

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第六章射电望远镜

1932年，央斯基（Jansky K.G.）用无线电天线探测到来自银河系中心人马座方向的射电辐射，从而标志着人类打开了在传统光学波段之外观测天体的第一个窗口。

射电望远镜在“二战”后带动了天文学的振兴。如20世纪60年代时类星体、脉冲星、星际分子和宇宙微波背景辐射这些被称为天文学的四大发现均由射电望远镜担纲。射电望远镜的每一次长足的进步都让天文学向前迈进了一步。

1946年英国曼彻斯特大学建造了直径为66.5米的固定式抛物面射电望远镜，1955年又建成了当时世界上最大的可转动抛物面射电望远镜。

20世纪60年代，美国在波多黎各阿雷西博镇建造了直径达305米的抛物面射电望远镜，它是顺着山坡固定在地表上的，不能转动，这是世界上最大的单孔径射电望远镜。

1962年赖尔（Ryle）发明了综合孔径射电望远镜并获得了1974年诺贝尔物理学奖。综合孔径射电望远镜实现了由多个较小天线结构获得相当于大口径单天线所能取得的效果。

20世纪70年代，德国在波恩附近建造了100米直径的全向转动抛物面射电望远镜，这是世界上最大的可转动单天线射电望远镜。

20世纪80年代以来，欧洲的VLBI网、美国的VLBA阵、日本的空间VLBI 相继投入使用，这是新一代射电望远镜的代表，它们在灵敏度、分辨率和观测波段上都大大超过了以往的望远镜。其中，美国的超长基线阵列（VLBA）由10个抛物天线组成，横跨从夏威夷到圣科洛伊克斯8 000千米的距离，其精度是哈勃太空望远镜的500倍，是人眼的60万倍。它所达到的分辨率相当于让一个站在纽约的人阅读位于洛杉矶的一张报纸。

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第七章太空望远镜

众所周知，地球表面有一层厚厚的大气，它们是地球的保卫者。地球大气中各种粒子主要通过对天体辐射的吸收和反射，使得大部分波段范围内的天体辐射无法到达地面。人们把能到达地面的波段形象地称为“大气窗口”，这种“窗口”有三个：光学窗口、红外窗口、射电窗口。大气对于其他波段，比如紫外线、X射线、γ射线等均是不透明的，在人造卫星上天后才实现这些波段的天文观测。

红外望远镜

最早的红外观测可以追溯到18世纪末。由于地球大气的吸收和散射造成在地面进行的红外观测只局限于几个近红外窗口，因此要获得更多红外波段的信息，就必须进行空间红外观测。从19世纪下半叶，红外天文学观测才真正开始。最初是用高空气球，后来发展到飞机运载红外望远镜或探测器进行观测。

1983年1月23日，美英荷联合发射了第一颗红外天文卫星IRAS。其主体是一个口径为57厘米的望远镜，主要从事巡天工作。IRAS的成功极大地推动了红外天文在各个层次的发展。直到现在，IRAS的观测源仍是天文学家研究的热点目标。

1995年11月17日由欧洲、美国和日本合作的红外空间天文台ISO发射升空。ISO的主体是一个口径为60厘米的R-C式望远镜，它的功能和性能均比IRAS 有许多提高。与IRAS相比，ISO具有更宽的波段范围、更高的空间分辨率、更高的灵敏度（约为IRAS的100倍）以及更多的功能。

紫外望远镜

紫外波段介于X射线和可见光之间的频率范围，观测波段为3 100～100埃。紫外观测需要避开臭氧层和大气对紫外线的吸收，所以在150千米的高度才能进行。从最初用气球将望远镜载上高空观察，到后来用了火箭、航天飞机和卫星等空间技术才使紫外观测有了真正的发展。

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1968年美国发射了OAO-2卫星，之后欧洲也发射了T D-1A卫星，它们的任务是对天空的紫外辐射作一般性的普查观测。被命名为“哥白尼”号的OAO-3卫星于1972年发射升空，它携带了一架0.8米的紫外望远镜，正常运行了9年，观测了天体的950～3500埃的紫外光谱。

1990年12月2～11日，“哥伦比亚”号航天飞机搭载Astro-1天文台作了空间实验室第一次紫外光谱上的天文观测；1995年3月2日开始，Astro-2天文台完成了为期16天的紫外天文观测。

1999年6月24日FUSE卫星发射升空，这是NASA的“起源计划”项目之一，其任务是要回答天文学有关宇宙演化的基本问题。

紫外天文学是全波段天文学的重要组成部分，自哥白尼号升空至今，已经发展了紫外波段的EUV（极端紫外）、FUV（远紫外）、UV（紫外）等多种探测卫星，覆盖了全部紫外波段。

X射线望远镜

X射线辐射的波段范围是0.01～10纳米，其中波长较短（能量较高）的称为硬X射线，波长较长的称为软X射线。天体的X射线是根本无法到达地面的，因此只是在人造地球卫星上天后，天文学家才获得了重要的观测成果，X射线天文学才发展起来。

1962年6月，美国麻省理工学院的研究小组第一次发现来自天蝎座方向的强大X射线源，这使X射线天文学进入了较快的发展阶段。后来随着高能天文台1号、2号两颗卫星发射成功，首次进行了X射线波段的巡天观测，使X射线的观测研究向前迈进了一大步，形成对X射线观测的热潮。

γ射线望远镜

γ射线比硬X射线的能量更高，波长更短。由于地球大气的吸收，γ射线天文观测只能通过高空气球和人造卫星搭载的仪器进行。

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