正文 第十二章 業餘天文台的設計(1 / 2)

光學望遠鏡與圓頂室

裝有銀白色圓頂的望遠鏡觀測室已經成了天文台的象征。利用天文望遠鏡能看到那麼多有趣而神秘的景象,使得一座座造型優美的圓頂室更加令人神往。

為什麼望遠鏡要安放在圓頂室中呢?這是因為天文學家用來探測宇宙的眼睛——望遠鏡,和人們的眼睛一樣,是非常嬌氣的,它不但經受不住風沙雨雪的侵襲,就是灰塵和空氣中的各種腐蝕性氣體對望遠鏡的危害也很大。外界溫度的變化和觀測室內外溫度的不平衡造成的空氣擾動,也會危及望遠鏡的成像質量。為了避免這些麻煩,就需要把望遠鏡盡量與外界的不利環境隔離開來。望遠鏡的觀測室就是基於上麵的考慮而策劃的。

傳統的天文觀測室的造型為圓柱形圓頂建築。由於頂部為一個半球殼體,與其他建築有較大區別,所以稱為圓頂室。圓頂室的圓頂上有兩個狹長的活動天窗,可以朝兩邊裂開,圓頂可以在導軌上繞中心軸平滑地轉動。這樣,在觀測時可以使望遠鏡指向需要的位置,而盡量少暴露望遠鏡,平時又可把望遠鏡嚴嚴地保護起來,免受風雨之苦。

圓頂室一般都塗成銀白色,這是為了反射掉大部分的太陽輻射。在設計圓頂室時,還要考慮安裝隔熱層,這是為了防止由於溫差造成的上升氣流引起空氣流動。夜晚,由於觀測室地麵溫度略高於空氣溫度,也會形成上升氣流;因此,有的圓頂室對室內地板還采取了冷卻措施。外界振動X於望遠鏡的影響也很大,所以常把望遠鏡基墩與圓頂室的地板隔開,以便使圓頂在轉動時盡量平穩。為了防止風驀吹引起的振動,一些圓頂室還安裝了風簾,上麵隻有一個直徑稍大於望遠鏡口徑的圓孔,以便讓光線射人,其餘部分與外界隔離,從而更好地保護望遠鏡。

天文台的選址

隨著天文觀測儀器的日趨精密,對天文台台址的要求越嚴格了。另一方麵,由於人口驟增和工業的發展,使世界各地的環境汙染和光汙染日益嚴重,這就使天文台選址工作變得更加重要和困難了。

選擇天文台地址首先要考慮的是良好的大氣寧靜度和透明度。天文台的主要任務是研究各種天體,這些天體一般躺艮遙遠,所以可接收陽光線比較暗弱,故要求台址在夜間有良好的觀測條件。天文台經常建造在高山上,這是為了避開地麵附近的水汽和減少氣流從地麵帶起的塵埃及微粒的影響,因為它們會增加大氣對星光的吸收,影響對暗星的觀測,而且地麵附近的空氣流動也十分激烈,這會使鏡裏的星像抖動、扭曲,影響觀測的質量。另外,如果天空經常有雲,也會影響天文觀測,所以選擇台址還要分析候選地點的氣象資料,確定每年平均有多少個可用於觀測的晴夜。如果天文台的海拔很高,就可以把大部分雲和水汽都甩在腳下,使晴夜增多,這是選擇高山作台址的又一個優點。

很多人為因素也幹擾天文觀測,選址時也要考慮。最主要的幹擾來自城市的燈光,很多已建成的天文台由於城市燈光的影響,已經不得不考慮搬遷了。不過,太陽觀測台由於觀測對象是明亮的太陽,所以,不受光汙染的幹擾,它主要是要求白天大氣寧靜度要好。實踐證明,水麵上的大氣寧靜度優於高山地區,所以許多太陽觀測站建在水麵附近。射電天文台的選址與光學天文台有較大不同,它主要要求大氣中水汽含量要少而穩定,並且要避開其他無線電波的幹擾。

選址時,還要注意交通、運輸、工作人員生活條件等問題,所以天文台不可能建在太高或太偏僻的地方。即使天文台建得很高,大氣的影響依然存在,因此,科學家們開始把各種望遠鏡發射到太空去進行觀測,這樣,就徹底擺脫了大氣的影響。由於技術上的限製,目前設備沉重、結構複雜的大型望遠鏡上天的還不多。很多研究項目依然要依賴地麵天文台來完成,所以還要花費大量的人力、物力進行天文台選址工作,以便讓大型望遠鏡充分發揮出它們的威力。

當然,這裏說的是專業天文台的選址,對於天文愛好者的業餘天文台,隻能依愛好者自己的客觀條件,盡量選擇比較好的地點,以滿足觀測的要求。

圓頂式天文台

望遠鏡如果永久裝在戶外,其機件便容易生鏽,甚至會被某些好奇的人弄壞;所以一般比較精製的裝置最好有一定的保護。

圓頂式的天文台原是最理想的建築,但在技術上有許多不易克服的困難,所以采用此種形式的天文愛好者並不多。圓頂必須能轉動;頂上開有約斯的弧口,和一二扇弧形的門。

錐形頂天文台

錐形的房頂與圓頂大同小異,它的優點在於建築方麵比較容易。