大麦哲伦望远镜(Giant Magellan Telescope,缩写为GMT),又称巨型麦哲伦望远镜,是计划在2022年投入使用的地基极端巨大望远镜,将在 智利 的拉斯卡姆帕纳斯天文台(Las Campanas Observatory)建成。GMT由美国的华盛顿卡内基研究所等8个单位与 澳大利亚国立大学 合作建造,等效口径21.4 m的主镜由7块直径8.4 m的子镜组成,预算造价6.25亿美元,综合 解像力 相当于约25m的单一主镜,功能是最大 光学望远镜 的4.5倍,成像清晰度将达到 哈勃太空望远镜 的10倍。建成后,GMT将担负探寻宇宙中恒星和行星系的生成、 暗物质 暗能量 黑洞 的奥秘,以及 银河系 的起源等重任。 [1-4]
“大麦哲伦”搜集从初级镜面反射来的光线,光线汇聚到二级凹镜,凹镜不断地作出调整,以过滤来自大气层的干扰,二级凹镜将光线向下反射,穿过中心镜面中央的小孔,进入系列分析器械。为了能清楚地对这类行星进行快拍,“大麦哲伦”将会采用较先进的自调光学来获得比 哈勃望远镜 还清晰10倍的影像。每一面主镜都会将光聚焦在另一面直径1.1m的次要 反射镜 上,反射镜是接有672个调节器的一片薄膜。计算机每秒钟会对反射镜的形状进行1000次的微调,以消除绝大部分的大气干扰。
进入21世纪以来,人们仍旧雄心勃勃地致力于建造更大口径的望远镜,由美国华盛顿卡内基天文台、 哈佛大学 史密松天体物理台 亚利桑那大学 密歇根州立大学 麻省理工学院 芝加哥大学 德克萨斯大学奥斯汀分校 德州农工大学 以及 澳大利亚国立大学 等机构组成了一个联盟,由卡内基天文台、亚利桑那大学和其他研究机构建造口径21.4m的大麦哲伦望远镜,主镜片由7个直径约8.4m的巨幅镜片组成,其中一枚镜片居中,其他6枚镜片则像花瓣般拥簇于中心镜片的周围,它的聚光能力相当于一面口径为21.4m的巨型完整镜面,镜面的精度误差低于19nm,这是惊人的光洁度。此外,由于“大麦哲伦”上还将装备一套光学自适应系统,借助该仪器这台望远镜的成像清晰度将达到“哈勃” 太空望远镜 的10倍。设计人员还使用了多项最新技术,预计它将成为拍摄图片质量最高、误差最小的天文望远镜。建成启用后,它将担负探寻宇宙中恒星和行星系的生成、 暗物质 、暗能量和黑洞的奥秘以及银河系起源等重任。
望远镜的安置地点在 智利 位于智利赛雷纳东北约115km的拉斯坎帕纳斯(Las Campanas),这儿一年中有一半以上是晴天;此外,由于远离人口聚集的中心和其他有利的地理条件,周围大部分地区夜晚的天空不仅完全免除大气污染,并且是受到 光污染 最少的地区,因而长期使它成为天文观测的最佳地点之一。
被誉为美国巨型天文望远镜之父的罗杰·安吉尔在美国 亚利桑那大学 史都华天文台 铸镜实验室,承担了镜片铸造实验的任务。这是他造过的最大的一面镜子,“大麦哲伦”的镜片直径刷新纪录,成为单一镜片望远镜中直径最大的望远镜,并将镜片的制造技术提升至一个新的境界。之前单一镜片望远镜直径最大的是新皇望远镜(Subaru),其直径超过8米。
镜面制作的原理,是将20吨玻璃倒入一个表面分布着成千上万个小陶瓷光纤蜂巢容器中,玻璃被均匀散布在上面;在旋转的熔炉中加热,温度高达2300华氏度(1260℃),玻璃变为液态,流入下层3 米高的模具,同时旋转产生的离心力把多余的玻璃液体分离出去,形成一个凹面镜坯;冷却后,把蜂巢容器撤去,用研磨设备开始打磨镜面。成型的镜片直径为 8.4 米、高约 1 米、平均厚度却不到 3厘米,由多孔的硼硅酸盐组成。每个镜面重达17吨, 抛光 和表面工艺制造需要大约三年的时间。 [7-8]