학문
울통불퉁침팬치
정밀한 평면을 맞추는 기술은 어떤 기술을 이용하나요
제임스웹의 망원경은 조각거울을 18개를 만들어 이를 평면화 시켜 망원경을 만든다고 하는데요
이때 조립시 조각거울과의 높이차를 100 나노 정도 이하로 해야 평면도가 유지되어 하나의 거울처럼 작동을 하여 선명한
화면을 얻을 수 있다고 하는데요
이 높낮이를 맞출때 어떤 기술이 이용되나요?
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
제임스 웹 우주망원경이 18개의 조각 거울을 하나의 거울처럼 정렬하는 핵심 기술은 파면 센싱 및 제어입니다. 100나노미터(머리카락 두께의 1,000분의 1)이하의 오차를 잡기위해 다음과 같은 기술이 동원됩니다.
1. 엑추에이터 정밀 제어
각 거울 뒷면에는 7개의 극저온 엑추에이터가 장착되어 있습니다. 이 장치는 거울을 상하좌우로 이동 시킬뿐만 아니라 거울의 곡률(휘어짐)까지 미세하게 조정합니다. 한번에 움직이는 단위가 약 10나노미터 수준으로 매우 정밀합니다.
2. 위상 편차 알고리즘
망원경이 별을 관측할때 18개의 거울에서 반사된 빛이 초점에 모입니다. 이때 빛의 파동이 서로 일치하지 않으면 상이 흐려지는데 컴퓨터가 이 위상 차이를 계산하면어떤 거울이 얼마나 높거나 낮은지 찾아냅니다.
3. 단계적 정렬
처음에는 18개의 별로 보이던 이미지를 하나로 합치고 최종적으로는 빛의 파장 단위까지 일치 시키는 파면 정렬 과정을 거칩니다. 이를 통해 물리적으로 떨어져 있는 18개의 거울이 광학적으로는 하나의 거대한 거울처럼 매끄럽게 작동하게 됩니다.
이 기술은 단순한 기계적 조립을 넘어 빛의 간섭 현상을 이용한 실시간 보정 기술의 정수라고 볼수있습니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
제임스웹이 망원경을 만들기 위해 사용한 기술은 조각거울을 18개로 나누고 이를 평면화하여 하나의 거울처럼 작동하도록 하는 것입니다. 이를 위해 조립시 조각거울과의 높이차를 100 나노 이하로 맞추어야 합니다.
이를 위해 사용되는 기술은 레이저 인터페로미터 기술입니다. 이 기술은 레이저를 이용하여 거울의 표면을 스캔하고 거울의 높이차를 정밀하게 측정할 수 있습니다. 이를 통해 조각거울과의 높이차를 100 나노 이하로 맞출 수 있습니다.
그리고 정밀한 평면을 맞추는 기술은 레이저 트래커 기술입니다. 이 기술은 레이저를 이용하여 거울의 표면을 스캔하고 거울의 위치를 정확하게 파악할 수 있습니다. 이를 통해 거울의 위치를 조정하여 정밀한 평면을 맞출 수 있습니다.
이러한 기술들을 사용하여 제임스웹은 망원경의 조각거울과의 높이차를 100 나노 이하로 맞추고 정밀한 평면을 맞추어 망원경의 성능을 높였습니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 김동준 과학전문가입니다.
자이로센서, 수평센서, 진동센서 같은 각종 센서들을 이용하여 측정을 하는 부분입니다.
카메라로 ar 식으로 거리를 재고 각도를 정하고하는것은 카메라를 이용한 소프트웨어의 기능으로 작동되게 되어있구요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
제임스 웹 우주 망원경의 조각거울 조립 시 높이 차를 100 나노미터 이하로 맞추기 위해 사용되는 기술로는 "액티브 광학 시스템"이 사용됩니다.
액티브 광학 시스템은 조각거울의 높이를 정밀하게 조절하여 거울 표면을 평면으로 맞추는 기술입니다. 이를 위해 다양한 센서와 액추에이터를 사용합니다. 센서는 거울의 표면 상태를 감지하고, 액추에이터는 거울의 높이를 조절하여 평면을 유지합니다.
액티브 광학 시스템은 조각거울의 온도, 중력, 진동 등 외부 환경 요인에 따라 발생하는 미세한 변화에도 민감하게 대응할 수 있습니다. 이를 통해 망원경의 거울들이 하나의 평면으로 작동하여 선명하고 정확한 화상을 얻을 수 있습니다.
이와 같은 기술은 고정밀 광학 시스템에서 많이 사용되며, 우주 망원경의 성능 향상과 고품질의 영상 획득을 가능하게 합니다.