2021年10月6日
有史以來最大的自適應鏡，M4反射鏡為ESO即將推出的超大型望遠鏡(ELT)，在它的發展中達到了一個重要的里程碑：構成鏡子的所有六個花瓣形狀的片段現在都完成了。
M4是望遠鏡光程中的第四面鏡子，它能快速、精確地改變形狀，是ELT的關鍵部分。自適應光學系統。來自宇宙物體的光線被我們星球的大氣層扭曲，產生模糊的影象。為了糾正這些失真，ELT將使用先進的自適應光學硬體和軟體，其中一些是專門為望遠鏡開發的。這包括強大的鐳射，當沒有足夠明亮的恆星靠近所關注的物體時，產生人造參考恆星，以測量大氣畸變，以及測量這些畸變的快速和精確的感測相機，然後將測量結果傳遞給速度極快的實時計算機，這些計算機可以計算出適用於m4的必要的形狀校正。除了完成M4花瓣，這些系統最近也實現了關鍵的里程碑。
由於其自適應光學系統，ESO的ELT將提供比目前和未來太空望遠鏡拍攝的影象更清晰的影象，如美國宇航局/歐空局哈勃太空望遠鏡和詹姆斯韋伯太空望遠鏡。
M4自適應鏡的最後花瓣
直徑2.4米，M4是最大的變形鏡它是世界上最大的可見光和紅外望遠鏡中最具挑戰性和最令人興奮的部件之一。它由六個超薄的部分組成，最後兩個部分現在已經完成。
M4的六個花瓣是由德國Schott公司生產的一種特殊的玻璃陶瓷材料Zerodur(Zerodur)製成的。法國公司SafranReosc於2017年開始拋光M4花瓣，將每片35毫米薄片的zerodur c變成一個厚度小於2毫米的靈活部分。所有的花瓣都經過了ESO工程師的檢查，然後才被送到義大利AdOptica公司，幾個月前，AdOptica公司收到了最後一片花瓣。
在最後的生產階段，AdOptica在鏡子的背面塗上了一層塗層，並放置橫向支撐，將花瓣與M4機械結構連線起來。此外，兩家公司的技術人員還在鏡子的背面貼上了5000多塊磁鐵，這也起到了一定的作用。在變形中M4的柔性片段，每秒調整1000次，精確到50奈米--和最小的病毒一樣小。
現在，Safran Reosc正致力於生產一套相同的花瓣，使花瓣總數達到12片。這些花瓣將作為備件，在使用了幾年後需要重拾時，將與原來的六片花瓣交換，從而儘量減少對望遠鏡觀測時間的干擾。
M4參考體進展
因為M4花瓣非常薄，需要變形到難以置信的精確程度，所以它們需要一個非常穩定的結構來支撐它們：一個帶有磁鐵的參考體，它支援鏡子並調整它的形狀。這一參考結構是由法國Mersen公司生產的，這是一種可獲得的最堅硬的輕質材料之一，由比利時公司Amos進行拋光，該公司正處於這一過程的最後階段。
使參考體達到其最終形狀是極具挑戰性的。Amos的目標是使結構平坦到5微米的精度，這是由於其表面有許多孔來適應M4執行器而造成的。
一旦參考體完成並交付，adoptica就可以開始冗長的完整整合過程。M4單元所述結構包括反射鏡、其參考體以及所有支撐和連線元件。AdOptica預計將在2022年最後一個季度對完全整合的M4反射鏡進行第一次測試。
導星鐳射接收
ELT的自適應光學系統中最明顯的組成部分之一將是它的“鐳射引導恆星系統”，該系統由6臺鐳射器組成，在高層大氣中產生人工導星。為了測量地球大氣層造成的扭曲，ELT的自適應光學系統需要接近研究物件的明亮恆星。由於這些恆星的位置並不總是很方便，所以ELT的鐳射系統將允許天文學家在天空中任何需要的地方，透過激發位於大氣中約90公里高空的鈉原子，創造出人造恆星。
ESO ELT的第一個鐳射源由德國TOPTICA專案於2021年5月完成，並交付給ESO，目前已完成驗收測試。
感光相機和超快計算機的進展
ESO的ELT自適應光學系統的另一個重要組成部分是所謂的波前感測相機，它透過感知來自導星的光作為望遠鏡的“眼睛”。ESO的ELT將配備三種互補型別的波前感測相機，每一種都配有不同的影象感測器或探測器，望遠鏡本身和科學儀器都將使用這些感測器或探測器。
這些攝像機被認為是ELT自適應光學功能的關鍵，因此ESO已經決定在內部完成大部分工作。兩種型別的相機，叫做Alice和Lisa，是在ESO設計的，而第三款相機，Freda，是一款由法國公司First Light Imaging生產的商用相機(C-紅色)的改編品，並由ESO工程師修改成ELT標準。此外，ESO還與國際公司Teledyne合作開發了LISA探測器，該探測器將於今年年底投入生產。所有三個攝像機的設計和原型製作活動應於明年完成。
ELT上的特殊計算機，稱為自適應光學實時計算機，然後將使用來自相機的訊號來計算像m4這樣的反射鏡需要如何變形，以糾正地球大氣中的湍流所造成的扭曲。ESO公司開發的一臺原型計算機最近顯示，它可以從攝像機感測器接收資料，並將其傳送到在幾百微秒內使鏡子變形的執行器。
雖然我們還需要幾年的時間才能看到ELT複雜的自適應光學系統的完成，但最近的這些進展表明，我們正在朝著2027年科學第一束燈。一旦投入執行，ESO的ELT將極大地改變我們對宇宙的瞭解，並使我們重新思考我們在宇宙中的位置。
