Projeto de um novo tipo de espelho para telescópios: um método para se obter espelhos asféricos de baixo custo para telescópios (2002)
- Authors:
- USP affiliated author: CARVALHO, ANDRÉ IZECSON DE - EP
- School: EP
- Sigla do Departamento: PME
- Subjects: ESPELHOS (PROJETO); TELESCÓPIOS (PROJETO); TELESCÓPIOS (CUSTOS)
- Language: Português
- Abstract: Nas últimas décadas, o campo de astronomia amadora cresceu de apenas alguns pequenos grupos de entusiastas para uma indústria que movimenta milhões de dólares a cada ano. Há muitos telescópios disponíveis hoje para o astrônomo amador, desde pequenas e baratas lunetas, que usam lentes para formar a imagem, até grandes telescópios controlados por computador, que usam espelhos para formar a viagem. Esses espelhos são a parte mais importante de um telescópio. Eles definem a máxima resolução do telescópio, a luminosidade da imagem, e principalmente, seu preço. Espelhos de telescópios são, geralmente, paraboloides ou hiperboloides de revolução, e precisa ser usinado com precisão de pelo menos igual a 1/10 do comprimento de onda da luz, isto é, 50nm. A obtenção de superfícies com esta precisão exige um trabalho intenso e, portanto, é muito cara. A manufatura de superfícies asféricas (paraboloides, hiperboloides de revolução e etc.) é feita através de uma extensiva sequência de polimento manual, testes e correções do espelho, uma vez que essas superfícies não podem ser obtidas através de técnicas comuns de manufatura. Porém, isto não é o que acontece com superfícies esféricas, que são de obtenção relativamente fácil através do uso de máquinas polidoras simples que requerem pouca interferência humana. A precisão que se obtém na manufatura de superfícies esféricas, em geral, muito maior do que o que se obtém com superfícies asféricas, não só porque superfícies esféricas são mais simples de se fabricar, como também por que são muito mais simples de se testar durante o processo de fabricação. Assim como é difícil se obter superfícies asféricas com alta precisão, seria uma grande vantagem obter uma superfície esférica de alta precisão de deformá-la de forma a obter uma superfície asférica.Isso pouparia tempo e produziria um espelho de maior qualidade. Baseado nesta ideia, este trabalho propõe um novo método de se obter superfícies de precisão para espelhos de telescópio. Elas podem ser obtidas pela aplicação de uma força no centro de um espelho esférico apoiado em três pontos de sua periferia. Se a superfície traseira do espelho tiver uma geometria adequada, a deformação resultante no espelho fará que a superfície frontal de conforme em um paraboloide (ou qualquer outra superfície asférica desejada). A forma correta da superfície traseira do espelho pode ser determinada através de técnicas de otimização paramétrica. Para isso, o espelho foi modelado através de FEM, combinada com um algoritmo de otimização para encontrar a superfície traseira ótima. As variáveis de projeto utilizadas foram os coeficientes de uma superfície de Bèzier, que representava a superfície traseira do espelho. O algoritmo de otimização altera a forma da superfície através das iterações até a superfície frontal esteja tão próxima quanto possível da superfície asférica desejada. Para a realização dos cálculos, o software comercial ANSYS foi usado. Resultados preliminares mostraram que superfícies asféricas produzidas com esse método podem atingir uma precisão maior do que o que se obtém por métodos tradicionais, demonstrando que é possível se obter espelhos de alta precisão com um baixo custo.
- Imprenta:
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ABNT
CARVALHO, André Izecson de e SILVA, Emílio Carlos Nelli. Projeto de um novo tipo de espelho para telescópios: um método para se obter espelhos asféricos de baixo custo para telescópios. 2002. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/33b27b2c-68cb-4c63-a693-2d4a02035605/Andre%20Izecson%20de%20Carvalho.pdf. Acesso em: 29 abr. 2024. -
APA
Carvalho, A. I. de, & Silva, E. C. N. (2002). Projeto de um novo tipo de espelho para telescópios: um método para se obter espelhos asféricos de baixo custo para telescópios (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/33b27b2c-68cb-4c63-a693-2d4a02035605/Andre%20Izecson%20de%20Carvalho.pdf -
NLM
Carvalho AI de, Silva ECN. Projeto de um novo tipo de espelho para telescópios: um método para se obter espelhos asféricos de baixo custo para telescópios [Internet]. 2002 ;[citado 2024 abr. 29 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/33b27b2c-68cb-4c63-a693-2d4a02035605/Andre%20Izecson%20de%20Carvalho.pdf -
Vancouver
Carvalho AI de, Silva ECN. Projeto de um novo tipo de espelho para telescópios: um método para se obter espelhos asféricos de baixo custo para telescópios [Internet]. 2002 ;[citado 2024 abr. 29 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/33b27b2c-68cb-4c63-a693-2d4a02035605/Andre%20Izecson%20de%20Carvalho.pdf
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