محمدرضا کریمی
آینه های فلزی ای که با دقت بی نهایت بالا ساخته شده اند و به طور دقیق در جای خود قرار گرفته اند، عناصر کلیدی تلسکوپ های مدرن هستند. حالا یک تکنیک جدید اجازه داده تا سطوح پیچیده نوری ای تولید شوند که هم از لحاظ شکل و هم از نظر نحوه قرارگیری از وضعیتی بسیار عالی برخوردار باشند. این آینه ها برای یک تلسکوپ ژرفاسنج مادون قرمز ساخته شده اند.
برای تحقیقات فضایی، مشاهده وضعیت آب و هوا و نیز ماهواره های پیش بینی هوا به طور فزاینده ای به ابزارهای قوی ضبط و ثبت و اندازه گیری های نوری قدرتمند نیاز است. این ابزار هم اغلب حاوی چند عنصر آینه ای غیرکروی هستند که از رهگذر کنش و واکنش دقیق آنها زمینه دریافت بازتاب مورد نظر از نور تابش شده فراهم می شود.
سباستین شیدینگ از مؤسسه فرانهوفر برای اپتیک کاربردی و مهندسی دقیق واقع در آلمان درباره آینه تلسکوپ ها چنین توضیح می دهد:«همه آینه ها لازم است با دقت بی نهایت زیاد تولید شوند. دقتی که معادل کمتر از یک میکرومتر است. همچنین لازم است که آینه ها در ارتباط با یکدیگر در موقعیت دقیقی قرار داده شوند.» تا به حال قرار دادن آینه ها در وضعیت مناسب خیلی وقت گیر بوده است. چراکه زمان زیادی لازم است تا آینه ها گام به گام در محل خود قرار گیرند. روش کار به این ترتیب بوده که آینه ها یکی بعد از دیگری در تلسکوپ قرار داده می شوند. سپس کیفیت تصویر برداری سنجیده می شود. در نهایت اگر بی دقتی ها یا خطاهایی پیدا شود، با تنظیم وضعیت قرارگیری آینه ها تصحیح می شود. بعد اندازه گیری ها و تطبیق های بیشتری انجام می شود تا همه اجزا به بهترین وجه چیده شوند.
شیدینگ می گوید:«ما می خواستیم تا این پیچیدگی ها و فرایند تنظیمات وقت گیر را ساده کنیم.» به این ترتیب به ابتکار مرکز هوافضای آلمان طرحی تحقیقاتی مورد توجه قرار گرفت. در این طرح دانشمندان تکنیکی نو را به کار بستند. تکنیک جدید آنها این بود که تنظیم و ترازبندی اجزا را درست از همان ابتدای کار انجام دادند. به این منظور، سطوح آینه ها و نحوه ارتباطشان با یکدیگر از همان ابتدای فرایند مورد توجه قرار گرفت و آنها از همان ابتدا در وضعیت و جایگاهی قرار داده شدند که بعداً باید در تلسکوپ داشته باشند. این شیوه کار، خطاها را به حداقل کاهش می دهد و تصحیح ها همان موقعی که آینه ها در مکان خود قرار می گیرند انجام می شود. این روش، فرایند مونتاژ را ساده و قابل تجدیدنظر می کند.
به این ترتیب ترفندی که در این روش به کار گرفته می شود این است که برای نصب آینه ها از همان ابتدا سیستمی با مختصات مشترک در نظر گرفته می شود.
شیدینگ توضیح می دهد:«برای دستیابی به این هدف هر آینه براساس تعریفی مشخص و علایم بسیار دقیق اندازه گیری و سطوح مرجع تهیه می شود.» این علایم ثابت دربرگیرنده سیستم مختصات برای شکل های آینه ها هم هست. به طور همزمان با این علایم موقعیت هر آینه در ارتباط با آینه های مجاور هم تثبیت می شود. در نهایت علایم به عنوان نقاط مرجع برای فرایندهای اندازه گیری بعدی به منظور چک کردن کیفیت سیستم نوری به خدمت گرفته می شوند.
در نهایت با این فناوری شکل و نیز وضعیت قرارگیری آینه ها نسبت به یکدیگر ده برابر دقیق تر از زمانی شد که آنها به روشی عرفی درست می شدند. به این ترتیب دانشمندان نتیجه گرفتند که می توان سیستم های نوری ای با دقتی بسیار بیشتر ساخت. این در حالی است که هزینه ها هم کاهش می یابد. چراکه دیگر در فرایند تنظیمات در طول مونتاژ نهایی وقت تلف نمی شود.
