200.1993年：凯克望远镜

　　杰里·尼尔森（Jerry Nelson，1944—）

　　坐落于夏威夷莫纳克亚山（Mauna Kea）山顶的凯克望远镜。

　　胡克望远镜（1917年），哈勃太空望远镜（1990年）

　　曾有30年的时间，直径100英寸（2.5米）的胡克望远镜是世界上最大的望远镜，直到位于帕洛玛山（Mt.Palomar）的直径200英寸（5米）的海尔（Hale）望远镜超过了它。海尔望远镜作为世界之最的时间接近60年，直到1993年，被当年开始观测的凯克望远镜所超过。为了使凯克望远镜的直径超越海尔望远镜，工程师需要完全重新设计凯克的主镜。海尔望远镜的问题在于它的主镜是由一整块玻璃制造的，尽管主镜的背面被做成了蜂窝形状以减轻质量，但整个镜子还是既大又沉，还有不确定性。要使用单块玻璃制造更大的主镜几乎是不可能的。

　　工程师怎样制造更大、镜面弧度更精确的镜子呢？凯克望远镜的解决方法是：使用36块六边形的小镜子拼接成一个直径10米（400英寸）的巨大主镜，这是由天体物理学家杰里·尼尔森设计的。并且，每块六边形的镜子都可以在一秒钟内在纳米尺度上多次改变镜面的弧度，目的是为了实现一种称为主动光学的技术。重力、温度和镜子的运动都会造成镜面形状的改变，主动光学的目的就是要修正这些因素造成的镜面形变。位于每块小镜子背后的机械装置负责改变它们的形状。

　　这套主动改变镜面的系统不仅可以将镜面弧度调节得十分精确，还附带了一套能够处理望远镜上大气变化的自适应系统。自适应系统通过观测亮星的闪烁来调节镜面，以消除闪烁带来的影响。如果在视场中没有亮星，它也可以通过使用激光在高空大气制造人造星象来解决同样的问题。

　　第二架凯克望远镜建成于1996年，和第一架几乎一模一样。两架望远镜可以独立地工作，也可以通过光的干涉组合起来等效于一架口径更大的望远镜。这样组合时凯克望远镜的威力更加强大，同时它也被用作建造更大的望远镜的参考模板。■ 工程学之书