坐观星河：天文望远镜发展简史(组图)
2008-6-12 10:32:55   中国国家天文

　　英国酿酒师拉塞尔也想建造大的反射望远镜，就在1844年参观了罗斯的领地，考察“列维亚森”是如何制造的。拉塞尔造了一架口径61厘米的望远镜，继而又造了一架1.22米的反射望远镜。他的镜子不如罗斯的那么大，但在另外两方面却超过了罗斯。

　　首先，拉塞尔率先把夫琅和费装在折射望远镜上的那种装置用到了反射望远镜上，从而使操作变得非常方便。此外，他强烈地意识到，天文台必须建造在大气条件适宜观测的地方，于是把自己的仪器运到当时的英国属地马耳他岛。

　　罗斯的“列维亚森”存在了60年，它老了，变得摇摇晃晃。1908年，他的一个孙子把它卸了下来。它没有做出太多的天文发现，但为它的制造者增添了生活乐趣。

　　海尔的杰作

　　金属镜面很重，价格昂贵，易于腐蚀，而且随环境温度变化还会显著变形。于是人们又想到了玻璃，它的重量比较轻，价格低廉，耐腐蚀，比金属更容易研磨成形，经过抛光可以变得非常光洁。但问题在于玻璃很透明，怎样用它来制造反射镜呢？

　　人们发明了在玻璃上镀银的方法。沉积在玻璃上的银膜很牢固，可以轻轻地抛光，从而可以高效地反射光线。20世纪初叶，镀铝技术取代了镀银。铝膜可以将落到它上面的光反射82%，新镀的银膜却只能反射65%。

　　1908年，海尔建成一架口径153厘米的反射望远镜。当然，其镜面是玻璃的。它安装在加利福尼亚州帕萨迪纳附近的威尔逊山天文台上。该台于1905年落成，海尔亲任台长。

　　在此之前，海尔已经说服一位洛杉矶商人胡克投资建造一架口径212厘米的大型反射望远镜。胡克急于将自己的名字与世界上最大的望远镜联系在一起，并且不希望很快就被别人超过，所以甚至主动增加了赠款，希望将望远镜的口径增大到254厘米，即恰好100英寸。

　　第一次世界大战延误了计划，但后来总算顺利。这架望远镜全重达90吨，于1917年11月启用。它操作方便，能以很高的精度跟踪恒星。长达30年之久，它一直是世界上的反射望远镜之王，并为天文学作出了卓越的贡献。

　　1923年，海尔因身体欠佳退休了。随着帕萨迪纳、尤其是洛杉矶的迅速发展，夜晚的城市灯光严重地威胁着威尔逊山的天文观测。“退休”的海尔又到威尔逊山东南约145千米处另觅了一处台址，它在帕洛马山上，当时人类尚未开发这块处女地。他决定在那儿建一架口径508厘米(200英寸)的反射望远镜，1929年从洛克菲勒基金会获得一笔款子，他便着手干了起来。

　　人们为这项浩大的工程付出了史诗般的巨大努力。508厘米的反射镜比先前任何望远镜使用的镜子更大、更厚、也更重。在这么一大块玻璃中，即使很小的温度变化也会因膨胀或收缩而影响反射镜面的精度。为此，整块玻璃的背面浇铸成了蜂窝状，这使镜子的重量比一个矮胖的实心圆柱减小了一半以上；这种结构使整块反射镜内的任何一点离玻璃表面都不超过5厘米，温度变化将较为迅速地在整块玻璃中达到均衡。浇铸好的玻璃毛坯，在严格的温度控制下花了10个月时间慢慢地冷却；在冷却过程中，附近河流泛滥，镜坯死里逃生，而且它还经受了一次轻微地震的考验。镜坯是在纽约州的康宁玻璃厂生产的，它必须横越整个美国，运到加利福尼亚的帕洛马山；为了稳妥起见，火车昼行夜宿，时速从不超过40千米；它走的是一条专线，以减少遇上桥梁和隧道的麻烦。这块玻璃连同它的装箱，宽度显著地超出5米，经过不少地方时，允许通行的空间往往只剩下了区区几厘米。接下来是长时间的研磨和抛光，总共用掉了31吨磨料。最后成型时，反射镜本身重达14.5吨，镜筒重140吨，整个望远镜的可动部分竟重达530吨！

　　海尔于1938年2月21日在帕萨迪纳与世长辞，未能目睹这架望远镜竣工。1948年6月3日，人们终于为这具硕大无朋的仪器举行了落成典礼。后来，人们在帕洛马山天文台的门厅中塑了一座海尔半身像，铜牌上写着：