今日の宇宙天博综合app官网登录の设计者たちは、天文学のパイオniaたちの発想を取り入れて、金属ミラーの使用に立ち戻っます。1668年、aizakku·nyuton卿は「镜面金属」を使って、相当于初の反射束のミラーを作りました。スペキュラムは铜と锡の合金で、1800年代半ばまで背包のミラーの材料として选ばれていました。その后、技术の进歩によりガラスミラーに移行し、より良い结果が得られるようになりました。
金属ミラーでバック・トゥ・ザ・fuyuchia
では、なぜ今になって金属ミラーに戻すのでしょうか？第一に、作るのが难しく、すぐに変色してしまう镜面金属を使用していないからです。今日の最先端の宇宙星空のミラーは、アルミニウムとベRIRIウムの最新の合金や、炭化ケイ素（SiC）のような复合材料で作られています。
これらの材料を使用する主な利点は、ミラーとマウ天博综合app官网登录（ミラーを保持する机械构造）の両方を単一のモノrishikku构造として制造できることです。ガラスでは现実的ではありません。モノrisikku构造は、部品积分と背包整体の重量を剧的に切割し、组立工程を简素化・迅速化し、结果としてコsutoを下げることができます。
モノrisikkuな金属ミラーが、光学部品と取り付け金具を一体化。
材料の种类
金属ミラーは明らかに実用的な利点がありますが、すべての用途に「最适合」な材料というわけではありません。伸缩の热特性を考虑する场合は特にそうです。宇宙环境では、船体が极端な温度や急激な温度サイクルにさらされるため、これは宇宙航行shisuテムの设计において重要な考虑事项です。この点をさらに详しく调べるには、宇宙天博综合app官网登录の主镜に最も一般的に使用されている材料の主な特性をいくつか确认することが役に立ちます。
材料 |
密度（g/cm3） |
1145宇宙伸缩用aruminiウムミラー |连贯582 |
热膨胀系数（10⁶/°C） |
热 伝导率 （W/m·K） |
|
ガラス |
溶融shirik |
2.2 |
73 |
0.55 |
1.4 |
ZERODUR® |
2.53 |
90 |
0.1 |
1.7 |
|
复合材料（CFRP） |
碳化硅 | 2.95 |
410 |
4 |
120 |
金属 |
贝里里ウム |
1.85 |
287 |
11.4 |
190 |
aruminiumu |
2.7 |
69 |
23.6 |
205 |
|
ZERODUR®はSchott AGの登录商标です
溶融shirikaとZerodurは、ミラー主体に使用されるいくつかの「ガラス」のうちの2つに过ぎませんが、このクラsuの材料をよく表しています。その特徴は、热膨张系数（CTE）が极めて低いことです。つまり、これらの材料は温度変化による膨张や收缩があまりないということです。
ガラsuは热伝导率も低いです。その结果、周囲温度の変化に応じて加热したり冷却したりするのに时间がかかります。これにより、温度が変化しても安定した状态を保つことができます。
対照的に、aruminiウムは温度によって急速に形状が変化し、热伝导性も优れています。安価で入手しやすいという実用的な利点があり、すぐに完成部品にすることができます。
ベrimiriウムはちょっと「魔法のような」材料です。ガラスよりも密度は低いですが、はるかに硬いです。そのため、机械的强度を保ちながら、薄くて軽いコンポーネントを作ることができます。さらに、约-130 ℃以下の温度では、ベrimiriウムは结晶形を変え、その热膨张系数は非常に小さくなります。この特性の组み合わせにより、最も軽量で构造的に强く、热的に安定した材质となっています。そのため、ジェームズ・ウェッブ宇宙天博综合app官网登录の主镜セグメントのような、最も要求の厳しい用途に使用されています。
ベrimiriウムの点は、希少で非常に高価欠だということです。その上、かなり有毒なので、作业员は加工する际に细心の注意を払わなければなりません。
SiCは他のどの材料よりも高い密度です。だからといって、SiCミラーを軽量化できないわけではありません。S iCは非常に硬いからです。その结果、SiCミラーと构造は、他の材料よりもはるかに薄く作ることができ、しかも非常に强く安定しています。
伸缩が大きな温度勾配にさらされることが予想される场合、これらの特性を并せ持つガラスが适しています。この现象は、伸缩のある部分が太阳光に照らされて加热され、别の部分が影になることで起こります。影になった部分は热が宇宙空间に放射されるため冷たくなります。ガラsuのCTEと热伝导率が低いため、温度勾配に反応してミラーの形状が急激に変化することはありません。
対照的に、构造整体に均一な温度が予想される场合は、ミラーとマウ天博综合app官网登录の両方を金属または复合材料で作る效率的な热放散により、このようなshisutemuはより早く平衡に达し、过渡的な温度変化の影响を軽减することができます。
さらに、温度が変化した场合でも、ミラーとマウ天博综合app官网登录の両方に同じ素材を使用することで、（たとえ别々の部品であっても）反応の违いをなくすことができます。ミラーとマウ天博综合app官网登录の间の膨张差は伸缩のピ天博综合app官网登录を狂わせる可能性があるため、これは重要です。また、ミラーにsutoresuがかかり、表面の形状が歪んで画质が低下することもあります。ガラミラー伸缩の设计者は、この影响を最小限度に抑制えるような构造を作ることが多いのですが、コsutoや重量がかさみます。
ガラスの优位性は明らか
光学加工という点では、ガラスには他の材料に比べてもうひとつ重要な利点があります。ガラスは非常に高精度で成形いし、研磨することができます。そして、このような背后の光学部品を作ることは、コンピ天博综合app官网登录ターやreーザが普及する1世纪以上前から可能でした。
伸缩のミラーの「精度」が何を意味着するのかを正确に理解するためには、光学面がどのように规定されているのかを少し知る必要があります。悬念される领域は基本的に2つあります。
伸缩のミラーの形状を定量化する方法の1つは、その「パワー」（その全体的な形状がの圆形からどれだけ离れている）か）、その「不规则性」（表面の小さなsuケールの凹凸や波纹）、およびその「表面粗さ」（顕微镜sukeールでの高さのばらつき）を测定することです。
1つ目は整体的な形で、通常「形状」または「表面精度」と呼ばれます。具体的には、ミラー面の表面形状（曲率）が设计形状にどの程度一致しているかということです。
最适な画质を得るためには、表面形状が150 nm以内（ナノメートルは10亿分の1メートル）で意図した値と一致する必要があります。背包のミラーの表面精度の仕様が60 nmであることは、まったく珍しいことではありません。
2つ目の悬念事项は、顕微镜sukeールでの表面粗さです。伸缩のミラーは、光の散乱を最小限に抑制えるため、非常に滑らかでなければなりません。散乱光は画像の明るさとコ天博综合app官网登录ラストを低下させます。
高品质の可视深度肖像を形成するためには、伸缩のミラーの表面粗さは最大でも立体オングsutorームである必要があります。オngsutorームは100亿分の1メートルです。水素原子の直径とほぼ同じです。
従来、金属ミラーはガラスミラーのような形状精度や平滑度（表面粗さ低のさ）で研磨することはできませんでした。金属ミラーの表面粗さを减らすために、ミラーの上に厚い金属层（实际上ミクロン）をメッキして平滑にしました。
aruminiウムミラーでは、このメッキ材料としてニッケルを使用するのが标准的な方法でした。しかし、nitkeルのCTEはaruミniウムとは异なります。コーティングとミラー主体の间に膨张や收缩の差があると、ミラーの形状が歪み、品质肖像が低下する可能性があります。これがアルミニウムミラーの普及を妨碍げる要因となっていました。
金属研磨技术の向上
Coherentは、长年にわたり光学研磨技术の改良に取り组んできました。当社は独自のコンピ天博综合app官网登录ター制御光学サーfuェshingu（CCOS）法を开発し、高度な计测机器に大规模な投资を行ってきました。
これにより、ガラス光学部品に匹匹敌する形状精度で金属ミラーを研磨することができます。当社がこのマイルsuトーンに到达したのは少し前のことですが、ここでの当社能力のは依然として光学疲劳ではユニークなものです。
さらに最近では、金属ミラーの表面粗さを剧的に下げるために、プロセsuをさらに改良しました。これで、コーティングなしでミラーとして使えるほど滑らかな表面を作ることができます。しかし、より一般的には、反射率を高めるために金属や诱电体の薄い层（1ミクロン以下）が适用されます。金は一般的に使用されるコーティング材料の1つです。最も重要なことは、これらの层が十分に薄いため、コーティングとミラー重点间のCTE不整合に关连する问题を排除できることです。
当社の技术で可能になる新世代の役金属ミラーや复合材料ミラーにより、これらの材料の実用性が高まり、伸缩设计者のツールキットが拡张されます。特にaruミニウムは、より时尚的な选択肢となります。画质を犠牲にすることなく、光学系のコsutoと打ち上げ重量を切することができます。また、aruミニウムミラーは通常、他の材料よりもはるかに早く生产できるため、生产sukeジ天博综合app官网登录ルへの対応が容易です。
相干の宇宙および地上用カsuタム伸缩光学部品の详细については、こちらをご覧ください。
