DE3908430A1 - Spiegelstuetzvorrichtung und spiegelstuetzsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung für den Primärspiegel eines Spiegelteleskops sowie ein Spiegelstützsystem.

Große optische Spiegelteleskope sind wesentliche Werkzeuge für astronomische Untersuchungen. Zum Zwecke wirkungsvoller Observationen muß der Primärspiegel eines Spiegelteleskops eine Flächenabbildungsgenauigkeit innerhalb von ¹/₆ der Wellenlänge des Lichts, d. h. etwa 100 nm, ungeachtet der Einwirkung von Kräften aufrechterhalten, die dazu neigen, die Form des Spiegels zu entstellen. Die Hauptentstellungskraft ist das Eigengewicht des Spiegels, die diesen im veränderlichen Ausmaß und in wechselnden Richtungen je nach Stellung des Teleskopes durchbiegt.

Das herkömmliche Mittel der Spiegelabstützung ist der astatische Hebel, der seit seiner Erfindung durch Lassel im Jahre 1841 vorwiegend verwendet wird. Es handelt sich hierbei um eine passive Stützeinrichtung, die einen Gegengewichthebel verwendet, um eine Stützkraft hervorzurufen, die das Gewicht des Spiegels ungeachtet der Teleskopstellung korrekt ausgleicht. Die Theorie des astatischen Hebels wird nachfolgend kurz beschrieben, da sie für die vorliegende Erfindung relevant ist.

Fig. 1 zeigt das Konzept des astatischen Hebels. Der Spiegel 1 ist mit einem Hebel 2 auf solche Weise verbunden, daß der Hebel 2 den Spiegel 1 in axialer Richtung parallel zu der optischen Achse Z _OA des Teleskops abstützt. Ein Gegengewicht 3 ist an dem Ende des Hebels 2 befestigt, das von dem Spiegel beabstandet ist. Wenn mit W₁ das Gewicht des Spiegels 1 bezeichnet ist, ist W _A die Vektorkomponente dieses Gewichts in axialer Richtung, wobei R die Stellung der Teleskopachse gegenüber dem Horizont bezeichnet. Es gilt dann:

W _A = W₁ sin R

In ähnlicher Weise sollen W₂ das Gewicht des Gegengewichts 3, l₁ die Länge des Hebels 2 von seinem Drehpunkt bis zu dem Ende nahe des Spiegels 1, l₂ den Abstand des Drehpunktes von dem Gegengewicht 3 und F _A die Stützkraft bezeichnen, die von dem Hebel 2 in axialer Richtung ausgeübt wird. Wie W _A unterliegt die Größe F _A einer Sinusbeziehung:

F _A = (W₂ sin R) × (l₂/l₁)

Die Bedingung für die Gleichheit von W _A und F _A lautet:

W₁ = W₂ (l₂/l₁)

Wenn somit der Abstand l₂ des Drehpunktes von dem Gegengewicht 3 genau eingestellt ist, ruft der Hebel 2 eine Abstützkraft hervor, die exakt das Gewicht des Spiegels ausgleicht, ungeachtet der Stellung des Teleskops.

Fig. 2 zeigt einen ähnlichen astatischen Hebel für eine radiale Abstützung. Es bezeichnen W _R die Vektorkomponente des Gewichts des Spiegels 1 in radialer Richtung, F _R die von dem Hebel 2 in radialer Richtung hervorgerufene Stützkraft, W₃ das Gewicht des Gegengewichts 3 und l₃ sowie l₄ die Längen des Hebels 2 von dessen Drehpunkt zu dem dem Spiegel 1 benachbarten Ende und zu dem Gegengewicht 3. In diesem Falle unterliegen W _R und F _R beide einer Cosinusbeziehung:

W _R = W₁ cos R

F _R = W₃ cos R × (l₄/l₃)

die Bedingung für die Gleichheit von W _R und F _R lautet:

W₁ = W₃ (l₄/l₃)

Wenn die Länge l₄ genau eingestellt ist, wird wieder die korrekte Stützkraft ungeachtet der Teleskopstellung aufgebracht.

Der Primärspiegel eines Spiegelteleskops ist in einem Bauteil namens Spiegelzelle befestigt, die den Spiegel sowohl in axialer als auch radialer Richtung abstützen muß. Bei einem großen Teleskop "schwebt" der Primärspiegel allgemein auf einer Vielzahl astatischer Hebel, die am Rand des Spiegels eine radiale Abstützung und an inneren Punkten eine axiale Abstützung hervorrufen, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Spiegelzelle in Fig. 3 hat ferner feste Abstützungen bzw. Lager 5, die den Spiegel starr an beispielsweise drei Punkten abstützen (nur zwei davon sind in der Zeichnung abgebildet). Eine Stützvorrichtung nach Art der Fig. 3 wurde nahezu in allen großen Spiegelteleskopen verwendet, die vor 1970 gebaut wurden.

Obwohl er einfach und elegant ist, ist der astatische Hebel allein unzureichend für die größten gegenwärtig gebauten Teleskope, die Primärspiegel mit Durchmessern in der Größenordnung von 8 m haben. Die Kosten des Spiegelrohlings und die erforderliche Zeit für die Glühbehandlung zu senken, haben solche Spiegel eine Meniskusform mit einem hohen Formfaktor, d. h. sie sind extrem dünn im Verhältnis zu ihrem Durchmesser. Das verstärkt das Problem der Spiegeldurchbiegung.

Die maximal zulässige Dicke für einen Spiegel von 8 m Durchmesser liegt etwa bei 20 cm. Um eine genaue Flächenabbildung zu gewährleisten, muß ein Spiegel mit diesen Abmessungen an einer großen Zahl von Punkten in axialer und radialer Richtung abgestützt werden. Genauer gesagt, muß eine radiale Abstützung an inneren Punkten sowie entlang des Randes vorgesehen sein. Wenn ein derartiger Spiegel beispielsweise an 400 Punkten abgestützt ist, beträgt die erforderliche Stützkraft an jedem Punkt etwa 50 kg in kombinierten radialen und axialen Richtungen. Der maximal zulässige Fehler beträgt ±15 g und ±300 g in radialer Richtung.

Astatische Hebel sind nicht in der Lage, eine Stützkraft dieser Präzision hervorzurufen, insbesondere in axialer Richtung. Ein Problem besteht darin, daß ein astatischer Hebel selbst dazu neigt, durchzubiegen, wie durch die gestrichelten Linien in den Fig. 1 und 2 angedeutet ist, wodurch sich die Komponenten der Vektoren W₂ oder W₃ ändern, da sich das Gegengewicht bewegt. Ein astatischer Hebel zum Aufbringen einer Kraft von 50 kg ist bestenfalls im Bereich von ±200 g genau. Ein anderes Problem liegt darin, daß astatische Hebel zur Kompensation von nicht gewichtsbedingten Wirkungen wie Schwerkraft und Windlast nicht geeignet sind.

Infolgedessen verwenden die Konstruktionen neuerer Teleskope, wie das 3,58 m New Technology-Telescop an dem European Southern Observatorium in Chile und das vorgeschlagene 300-inch-Teleskop der Universität von Texas motorgetriebene Betätigungsorgane anstelle astatischer Hebel, insbesondere zur Abstützung in axialer Richtung. Die Motoren, die die Betätigungsorgane antreiben, werden von einem Computer gesteuert. Der Computer erhält Daten, die für jede Teleskopstellung die exakte Axialabstützkraft angeben, die an jedem Punkt erforderlich ist. Jedes Stützbetätigungsorgan ist mit einem Sensor wie einer Kraftmeßdose ausgerüstet, um die tatsächlich ausgeübte Kraft zu messen. Wenn die ausgeübte Kraft von der erforderlichen Kraft abweicht, steuert der Computer den Motor, um die Kraft zu korrigieren.

Die bei dem New Technology Teleskop in Chile verwendeten Betätigungsorgane stützen nur in axialer Richtung ab. Sie sind nicht zur radialen Abstützung geeignet, wozu bei diesem Teleskop am Rand des Spiegels astatische Hebel vorgesehen sind. Diese Anordnung ist wegen des vergleichsweise kleinen Durchmessers des Spiegels ausreichend.

Die Betätigungsorgane der Konstruktion des oben erwähnten 300-inch-Teleskops enthalten einen astatischen Hebel für radiale Abstützung, einen motorgetriebenen Mechanismus für axiale Abstützung und eine Kraftmeßdose zum Erfassen der in axialer Richtung aufgebrachten Kraft. Die Kraftmeßdose ist an einem Zwischenpunkt in dem Betätigungsorgan hinter dem Motor angeordnet. Ein Problem dieser Konstruktion ist, daß die Kraftmeßdose unfähig ist, die gesamte auf den Spiegel aufgebrachte Kraft zu erfassen, da ein Teil der Last des Spiegelgewichts durch das Betätigungsorgan, das in der Spiegelzelle angebracht ist, abgetragen wird, bevor sie die Kraftmeßeinrichtung erreicht. Es ist schwierig, diese Wirkung zu korrigieren, da die Größe der auf diese Weise abgeleiteten Belastung mit der Teleskopstellung variiert. Ein weiteres Problem liegt darin, daß bei Aufbringung einer axialen und radialen Stützkraft durch das Gegengewicht des astatischen Hebels die Kraftmeßeinrichtung die axiale Komponente nicht erfaßt, wodurch der steuernde Computer die aufgebrachte Axialkraft falsch beurteilt. Ein weiteres Problem liegt darin, daß der astatische Hebel, der radial abstützt, einer Durchbiegung unterworfen ist, wie oben erwähnt ist. Ein weiteres Problem liegt darin, daß der Motor den axialen Stützmechanismus direkt antreibt, wodurch eine extrem feine Motorsteuerung erforderlich ist.

Keines der oben beschriebenen Systeme der Spiegelabstützung ist für extrem große, dünne Spiegel zufriedenstellend, die eine hochgradig genaue Abstützung in radialer und axialer Richtung an einer Vielzahl von Punkten erfordern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spiegelstützvorrichtung anzugeben, die die in axialer Richtung aufgebrachte Kraft genau erfassen kann und exakte Stützkräfte in axialer und radialer Richtung aufbringen kann. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Spiegelstützsystem anzugeben, das die Spiegelstützvorrichtung und wenigstens ein festes Lager verwendet und ein Steuersystem enthält, das die aufgebrachte Axialkraft entsprechend äußerer Faktoren wie Windlasten korrigieren kann.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen der Patentansprüche 1, 3 und 16 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Eine erfindungsgemäße Spiegelstützvorrichtung enthält einen Hebel, der im wesentlichen parallel zu der Achse des Teleskops ausgerichtet ist, ein Gegengewicht, das an einem Ende des Hebels befestigt ist, einen Gleitmechanismus, der verschieblich in der Spiegelzelle angebracht ist, einen Kardanrahmen bzw. eine Kardaneinrichtung, die in den Gleitmechanismus eingebaut und an einem Zwischenpunkt des Hebels angebracht ist, damit der Hebel in unterschiedlichen Winkeln gegenüber dem Gleitmechanismus verschwenkt werden kann, eine Kraftmeßdose bzw. Kraftmeßeinrichtung, die starr bzw. fest an dem Spiegel angebracht ist, eine Kopplungseinrichtung zum Koppeln des anderen Endes des Hebels mit dem Spiegel und der Kraftmeßeinrichtung, so daß der Hebel eine Axialkraft auf die Kraftmeßeinrichtung und eine Radialkraft auf den Spiegel ausüben kann, einen Antriebsmechanismus, der in der Spiegelzelle angebracht ist, um den ersten Gleitmechanismus im wesentlichen parallel zu der Achse des Teleskops zu bewegen, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antriebsmechanismus entsprechend der von der Kraftmeßeinrichtung erfaßten Kraft.

Ein erfindungsgemäßes Spiegelstützsystem enthält eine Spiegelzelle mit einer erfindungsgemäßen Spiegelstützeinrichtung zur axialen und radialen Abstützung des Spiegels an zahlreichen Punkten, wenigstens eine feste Abstützung bzw. ein festes Lager zur starren axialen Abstützung des Spiegels, wenigstens eine feste Kraftmeßeinrichtung zum Erfassen der starren axialen Abstützung, eine Gruppensteuereinrichtung bzw. einen Gruppensteuerregler zum Empfang eines Signals, das die Stellung des Spiegelteleskops anzeigt, und zum Erzeugen von Befehlen, die eine optimale Axialkraft angeben, die von den jeweiligen Steuereinrichtungen aufzubringen sind, eine Rückführeinrichtung zum Empfangen eines Belastungssignals von der festen Kraftmeßeinrichtung, zum Errechnen einer zusätzlichen Axialkraft, die von den Betätigungsgliedern hervorzurufen ist, und zum Hinzufügen der die zusätzliche Axialkraft anzeigenden Informationen zu den Befehlen der Gruppensteuereinrichtung, mehrere Steuereinrichtungen zum Empfangen von Signalen von den Kraftmeßeinrichtungen in der Spiegelstützvorrichtung, zum Empfangen der Befehle von der Gruppensteuereinrichtung und zum Steuern der jeweiligen Betätigungsglieder, um die auf den Spiegel ausgeübte Axialstützkraft auf die optimale Axialkraft einzustellen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen.

Fig. 1 einen astatischen Hebel zur Axialabstützung in einer schematischen Darstellung;

Fig. 2 einen astatischen Hebel zur Radialabstützung in einer schematischen Darstellung;

Fig. 3 ein herkömmliches Primärspiegelstützsystem in einer schematischen Darstellung;

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Spiegelstützvorrichtung in einer schematischen Darstellung;

Fig. 5 eine weitere erfindungsgemäße Spiegelstützvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine weitere erfindungsgemäße Spiegelstützvorrichtung in einer Ansicht;

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 7;

Fig. 9 eine erfindungsgemäße Spiegelstützvorrichtung mit einer Dämpfungseinrichtung in einer schematischen Ansicht;

Fig. 10 eine weitere Spiegelstützvorrichtung mit einer Dämpfungseinrichtung in einer schematischen Ansicht;

Fig. 11 ein erfindungsgemäßer astatischer Hebel mit einem federbefestigten Gegengewicht zur axialen Abstützung in einer schematischen Ansicht;

Fig. 12 ein weiterer erfindungsgemäßer astatischer Hebel mit einem federbefestigten Gegengewicht zur axialen Abstützung in einer schematischen Ansicht;

Fig. 13 ein erfindungsgemäßer astatischer Hebel mit einem federbefestigten Gegengewicht zur radialen Abstützung in einer schematischen Ansicht;

Fig. 14 die Anwendung des federbefestigten Gegengewichts in den Fig. 11-13 auf die erfindungsgemäße Spiegelstützvorrichtung in einer schematischen Darstellung;

Fig. 15 die Gesamtanordnung eines erfindungsgemäßen Spiegelstützsystems in einer schematischen Darstellung;

Fig. 16A-16C ein mögliches Steuerschema zur Verwendung in dem Spiegelstützsystem gemäß Fig. 15 in schematischen Darstellungen und

Fig. 17 ein weiteres mögliches Steuerschema zur Verwendung in dem Spiegelstützsystem gemäß Fig. 15 in einer schematischen Darstellung.

Eine neue Spiegelstützvorrichtung gemäß der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Die Vorrichtung ist ein Betätigungsglied, das in einer Spiegelzelle 4 angebracht ist und eine Stützkraft auf einen Spiegel 1 ausübt. Nur ein Teil des Spiegels 1 und der Spiegelzelle 4 sind aus der Zeichnung zu ersehen. Die Spiegelstützvorrichtung enthält einen Hebel 2, der im wesentlichen parallel zu der Achse des Teleskops angeordnet ist und an einem Ende ein Gegengewicht 3 aufweist, einen ersten Kardanring bzw. Kardanrahmen oder Tragbügel (gimbal) 6, der drehbar an dem Hebel 2 an einem Drehpunkt nahe der Spiegelzelle 4 befestigt ist, einen ersten Gleitmechanismus 7, der drehbar an dem ersten Kardanring (6) befestigt und so geführt ist, daß er linear innerhalb der Spiegelzelle 4 bewegbar ist, eine Feder 8, die mit dem ersten Gleitmechanismus 7 verbunden ist, einen Antriebsmechanismus 9, der in der Spiegelzelle 4 befestigt und mit der Feder 8 gekoppelt ist, eine Kraftmeßeinrichtung bzw. Kraftmeßdose 10, die in einer Ausnehmung in der Rückfläche des Spiegels 1 befestigt ist, und eine Kupplungseinrichtung 11, die an dem anderen Ende des Hebels 2 angebracht ist, wodurch der Hebel 2 eine radiale Kraft auf den Spiegel 1 und eine axiale Kraft auf die Kraftmeßdose 10 ausüben kann. Die Kupplungseinrichtung 11 dieses Betätigungsgliedes enthält einen zweiten Kardanring (gimbal) 12, der drehbar an dem Hebel 2 befestigt, sowie einen zweiten Gleitmechanismus 13, der drehbar an dem zweiten Kardanring 12 angebracht und so geführt ist, daß er in Längsrichtung und im wesentlichen ohne Reibung innerhalb der Aussparung bzw. Bohrung bewegbar ist. Die Kardanringe bzw. Lager 6 und 12 sind bekannte Konstruktionselemente, die es erlauben, daß der Hebel 2 in beliebigen Winkeln bezüglich des ersten Gleitmechanismus 7 und des zweiten Gleitmechanismus 13 dreht. Der Antriebsmechanismus 9 kann beispielsweise einen Stufenmotor und eine Hochpräzisionsgewindespindel aufweisen, die von dem Stufenmotor gedreht wird.

Die radiale Stützkraft, die von dieser Spiegelstützvorrichtung aufgebracht wird, wird von dem Gewicht des Gegengewichts 3 erzeugt, von dem Hebel 2 verstärkt, der bei dem ersten Kardanring 6 verschwenkt, und durch den zweiten Kardanring 12 und den zweiten Gleitmechanismus 13 auf den Spiegel 1 übertragen. Die radiale Stützkraft wird nach dem astatischen Hebelprinzip auf gleiche Weise wie beim Stand der Technik im wesentlichen auf dem optimalen Niveau beibehalten, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurde.

Die axiale Stützkraft, die durch diese Spiegelstützvorrichtung ausgeübt wird, wird von dem Antriebsmechanismus 9 erzeugt und durch die Feder 8, den ersten Gleitmechanismus 7, den ersten Kardanring 6, den Hebel 2, und den zweiten Kardanring 12 auf den zweiten Gleitmechanismus 13 übertragen. Die Reibung zwischen dem zweiten Gleitmechanismus 13 und dem Spiegel ist klein genug, so daß nur eine sehr kleine Kraft direkt von dem zweiten Gleitmechanismus 13 auf den Spiegel 1 übertragen wird, womit die Gesamtkraft durch die Kraftmeßdose 10 auf den Spiegel 1 übertragen wird. Die Kraftmeßdose 10 erfaßt damit im wesentlichen die gesamte Kraft, die in axialer Richtung auf den Spiegel 10 ausgeübt wird.

Die axiale Stützkraft wird folgendermaßen optimiert. Die optimale axiale Stützkraft hängt von der Teleskopstellung ab. Ein Steuersystem wie ein nicht in der Zeichnung dargestelltes Computersystem überwacht die Teleskopstellung und die von der Kraftmeßdose 10 angezeigte Kraft und läßt dann, wenn die von der Kraftmeßdose 10 erfaßte Kraft von der optimalen Kraft abweicht, den Antriebsmechanismus 9 ausgleichen durch Vorwärtsbewegung zur Vergrößerung der Kraft oder Rückwärtsbewegung zur Verringerung der Kraft. Dieser Kompensationsvorgang wird fortgesetzt, bis die Kraftmeßdose 10 erfaßt, daß die optimale Kraft ausgeübt wird.

Selbst wenn die relativen Positionen des Spiegels 1 und der Spiegelzelle 4 verlagert werden, ist die erfaßte Kraft wegen der Anordnung der Kraftmeßdose 10 stets parallel zu der Spiegelachse. Die Kraftmeßdose 10 erfaßt niemals Radialkraftkomponenten wie bei herkömmlichen Konstruktionen, bei denen die Kraftmeßdose 10 von dem Spiegel entfernt angeordnet ist. Das Steuersystem kann somit die tatsächlich aufgebrachte axiale Kraft auf den korrekten optimalen Wert einstellen, ungeachtet der gegenseitigen Positionen des Spiegels 1 und der Spiegelzelle 4.

Aufgabe der Feder 8 ist es, einen Teil der Bewegung des Antriebsmechanismus 9 zu absorbieren, so daß eine vorgegebene Bewegung des Antriebsmechanismus 9 eine proportional kleinere Änderung der axialen Kraft erzeugt, die auf den Spiegel 1 ausgeübt wird. Der Vorteil dieser Anordnung ist, daß sie eine feinere Einstellung der axialen Stützkraft erlaubt als bei herkömmlichen Konstruktionen, die eine direkte Kupplung ohne Feder verwenden.

Obwohl die Anordnung der Kraftmeßdose 10 in einer Bohrung in der Rückseite des Spiegels eine exakte Erfassung der auf den Spiegel ausgeübten Kraft ermöglicht, ist hierbei eine ziemlich tiefe Bohrung erforderlich. Bei extrem dünnen Spiegeln kann es sein, daß eine solche tiefe Bohrung nicht vorgesehen werden kann. Aus diesem Grunde wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 eine zweite neue Spiegelstützvorrichtung beschrieben, bei der die Kraftmeßdose 10 nicht innerhalb einer Bohrung angeordnet ist.

Die zweite neue Spiegelstützvorrichtung ist mit der ersten neuen Spiegelstützvorrichtung hinsichtlich des Hebels 2, des Gegengewichts 3, des ersten Kardanrings 6, des ersten Gleitmechanismus 7, der Feder 8 und des Antriebsmechanismus 9 gemäß Fig. 4 identisch. Sie unterscheidet sich hinsichtlich der Kupplungseinrichtung und der Anordnung der Kraftmeßdose. Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kupplungseinrichtung des zweiten Betätigungsglieds einschließlich der Kraftmeßdose und anderer zugehöriger Teile, während Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Fig. 5 zeigt.

Die Kupplungseinrichtung dieser Spiegelstützvorrichtung enthält eine Hülse 30, die dicht in eine Bohrung 1 a in dem Spiegel 1 eingebettet ist. Die Hülse 30 hat einen innen vorstehenden Teil, sichtbar an der Bodenfront in Fig. 5, zur Befestigung einer Aufhängeeinrichtung, die ein Paar flexibler Verbindungsglieder 32 aufweist, eins an der rechten und eins an der linken Seite. Diese flexiblen Verbindungsglieder 32 haben einen hohen Grad an Starrheit in vertikaler Richtung in den Fig. 5 und 6, jedoch wenig Starrheit und einen hohen Grad an Elastizität in horizontaler Richtung. Das Paar flexibler Verbindungsglieder 32 ist ebenfalls an einem Lager 34 angebracht, das somit im wesentlichen in axialer Richtung von der Hülse 30 entkoppelt, jedoch mit dieser über die flexiblen Verbindungsglieder 32 in radialer Richtung starr gekoppelt ist. Das Lager 34 ist mechanisch mittels eines Verbindungsstabes 36 mit einer Kraftmeßdose 38 gekoppelt, die in einer Kraftmeßdosenbefestigung 40 angebracht ist, die am Rand der Hülse 30 außerhalb des Spiegels 1 befestigt ist. Ein Ring 42 ist drehbar mit dem Lager 34 gekoppelt, und der Hebel 2 ist drehbar mit dem Ring 42 gekoppelt. Das Lager 34 und der Ring 42 bilden eine Kardankonstruktion, die ähnlich in ihrer Funktion der zweiten Kardaneinrichtung 12 in Fig. 4 ist.

Diese Spiegelstützvorrichtung arbeitet folgendermaßen. Wie bei der ersten Spiegelstützvorrichtung übt der Hebel 2 sowohl axiale als auch radiale Stützkräfte aus. Die axiale Stützkraft wird von dem Antriebsmechanismus 9 erzeugt, während die radiale Kraft von dem Gegengewicht 3 hervorgerufen wird. Die radiale Stützkraft wird von dem Hebel 2 über den Ring 42, das Lager 34, die flexiblen Verbindungsglieder 32 und die Hülse 30 auf den Spiegel 1 übertragen. Ein sehr großer Anteil X der axialen Stützkraft, beispielsweise 98% wird von dem Hebel 2 über den Ring 42, das Lager 34, die Verbindungsstange 36, die Kraftzelle 38, die Kraftzellenbefestigung 40 und die Hülse 30 auf den Spiegel 1 übertragen. Die Kraftzelle 38 erfaßt die Größe dieser Komponente der Stützkraft. Ein verbleibender sehr kleiner Anteil der axialen Stützkraft, beispielsweise 2%, wird von dem Lager 34 über die flexiblen Verbindungsglieder 32 auf die Hülse 30 und damit direkt auf den Spiegel 1 übertragen, ohne von der Kraftmeßdose 38 erfaßt zu werden.

Um die gesamte auf den Spiegel 1 ausgeübte Axialkraft zu bestimmen, multipliziert das in der Zeichnung nicht dargestellte Steuersystem die von der Kraftmeßdose 38 erfaßte Kraft mit einer Konstanten, die dem Kehrwert von x entspricht. Wenn diese Kraft nicht die gewünschte Größe hat, ruft das Steuersystem bei dem Antriebsmechanismus 9 (Fig. 4) eine Vorwärtsbewegung oder Rückwärtsbewegung hervor, um die axiale Stützkraft auf den optimalen Wert zu korrigieren.

Ein Vorteil der zweiten Spiegelstützvorrichtung besteht darin, daß die Bohrung nicht so tief wie bei der ersten Ausführungsform sein muß, da die Kraftmeßdose 38 und ihre Befestigung 40 sich nicht innerhalb der Bohrung in dem Spiegel 1 befinden, sondern am Rand der Hülse 30 hinter der Spiegelfläche befestigt sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die flexiblen Verbindungsglieder 32 das Lager 34 so führen, daß dieses glatt, stabil und ohne Reibung linear bewegt wird und daß der kleine Teil der Axialkraft, der durch die flexiblen Verbindungsglieder 32 auf die Hülse 30 übertragen wird, im wesentlichen konstant ist, obwohl er nicht von der Kraftmeßdose 38 erfaßt wird, da er unabhängig von der Teleskopstellung und der gegenseitigen Lage des Spiegels 1 und der Spiegelzelle 4 ist. Die Multiplikation der von der Kraftmeßdose 38 erfaßten Kraft mit einem konstanten Koeffizienten ergibt damit mit hoher Genauigkeit den tatsächlichen Wert der aufgebrachten Axialkraft.

Die flexiblen Verbindungsglieder 32 in den Fig. 5 und 6 können durch andere Aufhängungseinrichtungen ersetzt werden, die dieselbe Funktion der Abkopplung des Hebels 32 von der Hülse 30 in axialer Richtung hervorrufen, während eine starre Kopplung in radialer Richtung beibehalten wird. Beispielsweise können sie ersetzt werden durch ein Paar dünner Zwischenwände 44 aus einem Material wie Metall wie dies in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Die Zwischenwände 44 sind mit dem Lager 34 an Punkten vor und hinter der Anordnung des Rings 42 gekoppelt. Ähnlich wie die flexiblen Verbindungsglieder 32 in den Fig. 5 und 6 übertragen die Trennwände 44 die gesamte aufgebrachte radiale Stützkraft direkt auf die Hülse 30, jedoch nur einen sehr kleinen und konstanten Teil der aufgebrachten Axialkraft auf die Hülse 30. Auf eine weitere Beschreibung der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Spiegelstützvorrichtung wird verzichtet, da ihre Wirkungsweise derjenigen gemäß den Fig. 5 und 6 entspricht.

Als nächstes wird eine weitere neue Spiegelstützvorrichtung mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 beschrieben, die den vorangegangenen Ausführungsformen ähnelt. Die Vorrichtung gemäß den Fig. 9 und 10 befaßt sich mit dem Problem der Vibration in axialer Richtung, die durch äußere Kräfte wie Windkräfte oder Schwerkraft der Spiegelmasse hervorgerufen wird.

Die in Fig. 9 dargestellte Vorrichtung ist mit der Ausnahme identisch mit derjenigen gemäß Fig. 4, daß eine Dämpfungseinrichtung 50 zwischen dem ersten Gleitmechanismus 7 und der Feder 8 angeordnet ist. Die Dämpfungseinrichtung 50 kann beispielsweise ein Kissen aus einem Material wie Gummi bestehen. Nachfolgend wird die Wirkung der Dämpfungseinrichtung 50 erläutert.

Wenn Wind auf die Spiegelfläche des Spiegels 1 auftrifft, läßt dies den Spiegel 1 geringfügig mit seiner natürlichen Frequenz, beispielsweise 20 Hz, vibrieren. Diese Vibration wird über die Kraftmeßdose 10, den zweiten Gleitmechanismus 13, die zweite Kardaneinrichtung 12, den Hebel 2, die erste Kardaneinrichtung 6, den ersten Gleitmechanismus 7, die Dämpfungseinrichtung 50, die Feder 8 und den Antriebsmechanismus 9 auf die Spiegelzelle 4 übertragen. Selbst wenn die Spiegelzelle 4 stabil gehalten ist, läßt die Feder 8 den Spiegel 1 vibrieren. Die Vibration wird jedoch schnell von der Dämpfungseinrichtung 50 gedämpft, so daß die Leistung des Teleskops nicht herabgesetzt ist.

Bei der in Fig. 10 dargestellten Spiegelstützvorrichtung ist eine Dämpfungseinrichtung 52 parallel zu der Feder 8 angeordnet, anstatt direkt zwischen der Feder 8 und dem ersten Gleitmechanismus 7 vorgesehen zu sein. Die Dämpfungseinrichtung 52 in Fig. 10 kann eine herkömmliche Einrichtung wie ein pneumatischer oder hydraulischer Dämpfer sein. Wenn Wind den Spiegel bei seiner natürlichen Frequenz in axialer Richtung schwingen läßt, wird die Vibration auf die Kraftmeßdose 10, den zweiten Gleitmechanismus 13, die zweite Kardaneinrichtung 12, den Hebel 2, die erste Kardaneinrichtung 6 und den ersten Gleitmechanismus 7 übertragen. An diesem Punkt wird ein Teil der Vibration durch die Feder 8 und den Antriebsmechanismus 9 auf die Spiegelzelle 4 übertragen, während der restliche Teil über die Dämpfungseinrichtung 52 auf die Spiegelzelle 4 übertragen wird. Die Dämpfungseinrichtung 52 dämpft die Vibration auf dieselbe Weise wie die Dämpfungseinrichtung 50 in Fig. 9. Obwohl sie nur einen Teil der Vibration aufnimmt, dämpft die Dämpfungseinrichtung 52 die Vibration schnell genug, um eine Verschlechterung der Wirkungsweise des Teleskops zu verhindern.

Die in den Fig. 9 und 10 dargestellten Dämpfungseinrichtungen können auch bei der Spiegelstützvorrichtung gemäß den Fig. 5 bis 8 angewendet werden.

Die bisher beschriebenen Spiegelstützvorrichtungen enthalten Maßnahmen zur axialen Abstützung mit hoher Präzision, wobei jedoch die radiale Abstützung der Wirkungsweise des astatischen Hebelprinzips überlassen bleibt. Wie bereits weiter oben erwähnt, ruft die Durchbiegung des Hebels unter der Belastung des Gegengewichts eine Ungenauigkeit bei der Stützkraft hervor, die von einem astatischen Hebel ausgeübt wird. Diese Ungenauigkeit ist nicht notwendigerweise so groß, daß die Wirkungsweise der Vorrichtung verschlechtert wird, da in radialer Richtung eine größere Toleranz zulässig ist als in axialer Richtung, jedoch kann diese Ungenauigkeit durch eine nachfolgend beschriebene Maßnahme im wesentlichen vermieden werden.

Zum besseren Verständnis wird diese neue Einrichtung im Zusammenhang mit einfachen astatischen Hebeln beschrieben, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, wobei anschließend die Anwendung auf die erfindungsgemäße Spiegelstützvorrichtung dargestellt wird. Die neue Einrichtung ist in Fig. 11 bei einem astatischen Hebel ähnlich demjenigen in Fig. 1 gezeigt.

Die neue Einrichtung enthält eine Schraubenfeder 60, die an einem Ende an dem Hebel 2 und an dem anderen Ende an dem Gegengewicht 3 befestigt ist, und ein Gleitlager 62, das das Gegengewicht 3 im wesentlichen ohne Reibungswiderstand entlang des Hebels 2 bewegbar hält. Das Gegengewicht 3 bewegt sich somit unter dem Einfluß seines Eigengewichts zu einem Punkt des Hebels 2, an dem das Eigengewicht im Gleichgewicht mit der Kraft der Schraubenfeder 60 steht. Die Art und Weise, in der das Gleitlager und die Schraubenfeder 60 die Ungenauigkeit der Stützkraft vermeiden, die durch das Gegengewicht 3 erzeugt wird, wird nachstehend erläutert.

Wenn das Gegengewicht 3 infolge seines Eigengewichts gleitet, nimmt die axiale Stützkraft um einen Betrag F _C zu, der folgende Gleichung erfüllt:

F _C = W₂ (δ _y /l₁) sin R

wobei δ _y die Verschiebung des Gegengewichts 3 entlang des Hebels 2 ist. Die Biegeabweichung des Hebels 2 ist maximal, wenn das Teleskop in Richtung des Horizonts gerichtet ist und der Neigungswinkel 0° beträgt. Wenn die Verschiebung des Gegengewichts 3 bei diesem Winkel δ _y ₀ beträgt, dann ist die Verlagerung δ _y bei einem beliebigen Winkel R durch folgende Formel gegeben:

δ _y = δ _y ₀ cos R (9)

Die Änderung der Stützkraft beträgt entsprechend:

Der Fehler in der Stützkraft errechnet sich nach folgender Formel:

In dieser Formel ist einbezogen, daß dann, wenn die Federkonstante der Schraubenfeder 60 so gewählt ist, daß δ _y ₀ = δ _z ₀ ist, der Fehler der Stützkraft im wesentlichen auf 0 reduziert werden kann.

Anstelle einer Schraubenfeder 60 und eines Gleitlagers 62 gemäß Fig. 11 können Blattfedern 64 verwendet werden, wie Fig. 12 zeigt. Die Blattfedern 64 in Fig. 12 sind an einem Ende an dem Hebel und an dem anderen Ende an dem Gegengewicht 3 befestigt und erlauben durch Durchbiegung die Bewegung des Gegengewichts 3 auf dieselbe Weise und mit derselben Wirkung wie Fig. 11. Wenn die Blattfedern 64 somit eine geeignete Federkonstante haben, kompensiert ihre Durchbiegung die Durchbiegung des Hebels 2, wodurch die Ungenauigkeit der Stützkraft im wesentlichen eliminiert ist.

Eine Schraubenfeder 60 und ein Gleitlager 62 können in gleicher Weise bei dem astatischen Hebel 20 gemäß Fig. 2 angewendet werden, um die Anordnung gemäß Fig. 13 auszubilden. Eine mathematische Betrachtung analog zu der vorstehenden zeigt, daß bei geeigneter Auswahl der Federkonstanten die Ungenauigkeit der Stützkraft auch hier im wesentlichen eliminiert werden kann.

Fig. 14 zeigt, wie die Schraubenfeder 60 und das Gleitlager 62 gemäß den Fig. 11-13 auf die erste Spiegelstützvorrichtung angewendet werden können, um die Genauigkeit der auf den Spiegel 1 einwirkenden radialen Stützkraft im wesentlichen zu eliminieren. Die Spiegelstützvorrichtung in Fig. 14 ist mit der Ausnahme mit derjenigen gemäß Fig. 4 identisch, daß die Schraubenfeder 60 und das Gleitlager 62 zusätzlich angeordnet sind. Diese funktionieren exakt gemäß Fig. 11, um die Durchbiegung des Hebels 2 zu kompensieren. Eine Spiegelstützvorrichtung des in Fig. 14 dargestellten Aufbaus kann somit sowohl in axialen als auch radialen Richtungen Stützkräfte mit hoher Präzision hervorrufen.

Ähnliche Schraubenfedern und Gleitlager können den Spiegelstützvorrichtungen gemäß den Fig. 5 bis 10 hinzugefügt werden. Alternativ hierzu können Blattfedern wie die Blattfedern 64 in Fig. 12 angewendet werden.

Bisher ist nur die eigentliche Spiegelstützvorrichtung beschrieben worden. Nachfolgend wird ein Spiegelstützsystem mit dieser Spiegelstützvorrichtung beschrieben. Ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Spiegelstützsystems ist in Fig. 15 gezeigt. Der Spiegel 1 ist von zahlreichen Betätigungsgliedern 70 gestützt, die an einer Spiegelzelle 4 befestigt sind. Jedes der Betätigungsglieder 70 ist eine Spiegelstützvorrichtung nach Art der Fig. 4 bis 10 oder 14 oder eine Kombination dieser Arten. Jedes Betätigungsglied 70 enthält eine Kraftmeßdose bzw. Kraftmeßzelle 72, wobei es sich entweder um die Kraftmeßdose 10 in den Fig. 4, 9, 10 oder 14 handelt oder um die Kraftmeßdose 38 in den Fig. 5 bis 8. Die aufgebrachte Kraft wird von der Kraftmeßdose 72 erfaßt, wobei das Ausgangssignal der Kraftmeßdose einer Steuereinrichtung 74 zugeführt wird. Jedes Betätigungsglied 70 hat eine eigene Steuereinrichtung 74.

Die Primärspiegelstützvorrichtung enthält ferner eine Gruppensteuereinrichtung 76. Die Gruppensteuereinrichtung 76 empfängt ein Eingangssignal, das die jeweilige Stellung des Teleskops anzeigt, und gibt Befehle an die Steuereinrichtungen 74 ab, die die optimale Axialkraft angeben, die von jedem Betätigungsglied 70 auszuüben ist. Jede Steuereinrichtung 74 steuert bzw. regelt ihr Betätigungsglied 70, so daß die von dem Betätigungsglied 70 aufgebrachte Axialstützkraft die optimale Größe hat, die von dem Steuerbefehl der Gruppensteuereinrichtung 76 angegeben ist.

Der Spiegel 1 hat ferner 3 feste Abstützungen bzw. Lager 78. Jedes feste Lager 78 hat eine eigene Kraftmeßdose 80, um die an diesem Punkt auftretende Axiallast zu erfassen. Die von diesen Kraftmeßdosen 80 erfaßten Werte werden einer Rückführeinrichtung 82 zugeführt. Die Rückführeinrichtung 82 fügt den Befehlen Informationen zu, die von der Gruppensteuereinrichtung 76 den Steuereinrichtungen 74 zugeführt werden.

Die Steuereinrichtungen 74, die Gruppensteuereinrichtung 76 und die Rückführeinrichtung 82 bilden ein Steuersystem bzw. Regelsystem, wie es im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben ist.

Das Spiegelstützsystem arbeitet folgendermaßen. Wenn das Teleskop die Stellung ändert, um der Bewegung der Sterne zu folgen, errechnet die Gruppensteuereinrichtung 76 ständig die optimale Axialkraft, die von den Betätigungsgliedern 70 aufzubringen ist, um dem Gewicht des Spiegels 1 entgegenzuwirken und gibt entsprechende Befehle an deren Steuereinrichtung 74 ab. Wenn auf den Spiegel 1 äußere Kräfte wie Windkräfte oder Trägheitskräfte einwirken, wird die Wirkung dieser Kraft von den Kraftmeßdosen 80 an den festen Lagern 78 erfaßt. Die Kraftwerte von diesen Kraftmeßdosen 80 werden der Rückführeinrichtung 82 übermittelt, die die zusätzliche Axialkraft errechnet, die erforderlich ist, um der äußeren Kraft entgegenzuwirken und die Informationen hinsichtlich dieser zusätzlichen Axialkraft den Befehlen an die Steuereinrichtungen 74 hinzufügt. Die Steuereinrichtungen 74 stellen ihrerseits die Axialkraft ein, die von den Betätigungsgliedern 70 aufgebracht wird, so daß diese der optimalen Axialkraft entspricht, die von der Gruppensteuereinrichtung 76 zuzüglich der zusätzlichen Axialkraft errechnet ist, die von der Rückführeinrichtung 82 ermittelt ist. Auf diese Weise kann eine Deformation der Spiegelfläche sowohl durch das Eigengewicht des Spiegels als auch durch äußere Kräfte wie Windkräfte vermieden werden.

Eine Art, in der die Rückführeinrichtung 82 die erforderliche Zusatzkraft errechnen kann, besteht darin, die Kraft auf alle Betätigungsglieder 70 zu verteilen, womit die äußere Kraft wie eine verteilte Belastung behandelt wird. Bei dieser Methode wird die verteilte Belastung als Zusammensetzung von drei Unterklassen von Belastungen ausgedrückt: Eine Belastung gemäß Fig. 16A, bei der die verteilte Kraft sowohl bezüglich der X-Achse als auch Y-Achse gleichförmig ist; eine Belastung gemäß Fig. 16B, die bezüglich der x-Achse gleichförmig ist, jedoch einen linearen Gradienten auf der y-Achse aufweist, und eine Belastung gemäß Fig. 16C, die bezüglich der y-Achse gleichförmig ist, jedoch einen linearen Gradienten auf der x-Achse aufweist. Die Daten von den drei Kraftmeßdosen 80, die an den festen Lagern 78 befestigt sind, bieten ausreichende Informationen zur Bestimmung der Größe der Belastung gemäß Fig. 16a und der Gradienten der Belastungen gemäß den Fig. 16B und 16C.

Eine andere Art, in der die Rückführeinrichtung 82 die erforderliche Kompensationskraft errechnen kann, besteht darin, den Spiegel 1 in drei Bereiche zu unterteilen und die zusätzliche Kraft, die von den Betätigungsgliedern 70 in jedem Bereich aufzubringen ist, aus den von der Kraftmeßdose 80 ermittelten Werten zu errechnen, die zu dem festen Lager 78 dieses Bereiches gehören. Die Einteilung in drei Bereiche sollte vorzugsweise so getroffen werden, daß ein festes Lager 78 nahe der Mitte jedes Bereichs angeordnet ist.

Zusätzlich zur Kompensation der äußeren Kräfte kann die Rückführeinrichtung 82 auch die Kräfte kompensieren, die aus Meßfehlern der Kraftmeßdose 72 der Betätigungsglieder 70 stammen. Ein Primärspiegelstützsystem gemäß Fig. 15, das Betätigungsglieder gemäß den Fig. 4 bis 10 oder 14 verwendet, ist somit fähig, einen großen, dünnen Teleskopspiegel zuverlässig in der Weise abzustützen, daß eine höchste Genauigkeit der Flächenabbildung ungeachtet der Teleskopstellung trotz Auftretens äußerer Faktoren wie Windkräfte gewährleistet ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es liegen zahlreiche Modifikationen im Rahmen des Erfindungsgedankens. Beispielsweise können andere Antriebsmechanismen als Stufenmotoren für die Betätigungsglieder verwendet werden. Ferner kann die Gruppensteuereinrichtung gemäß Fig. 15 als Eingangssignal nicht nur die Teleskopstellung empfangen, sondern auch Informationen eines Wellenfrontsensors, der direkt die Oberflächenabbildung des Spiegels 1 durch Abfühlen des reflektierten Bildes eines Bezugssterns mißt. Solche Messungen können beispielsweise verwendet werden, um das Steuersystem erforderlichenfalls bei seltenen Intervallen zu eichen.

Claims (20)

1. Spiegelstützvorrichtung für einen Spiegel eines Spiegelteleskops zur axialen und radialen Abstützung des Spiegels, gekennzeichnet durch einen Hebel (2) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei der Hebel im wesentlichen parallel zu der Achse des Teleskops ausgerichtet ist, ein Gegengewicht (3), das an dem ersten Ende des Hebels befestigt ist, einen ersten Gleitmechanismus (7), der verschieblich in der Spiegelzelle (4) befestigt ist, eine erste Kardaneinrichtung (6), die in dem ersten Gleitmechanismus befestigt und an einem Zwischenpunkt des Hebels befestigt ist, wodurch der Hebel in unterschiedlichen Winkeln bezüglich des ersten Gleitmechanismus schwenkbar ist, eine Kraftmeßdose (10), die fest an dem Spiegel angebracht ist, eine Einrichtung (11) zum Koppeln des zweiten Endes des Hebels mit dem Spiegel und der Kraftmeßdose, so daß der Hebel eine Axialkraft auf die Kraftmeßdose und eine Radialkraft auf den Spiegel ausüben kann, einen Antriebsmechanismus (9) in der Spiegelzelle, um den ersten Gleitmechanismus im wesentlichen parallel zu der Achse des Teleskops zu bewegen, und eine Einrichtung zum Steuern des Antriebsmechanismus entsprechend der von der Kraftmeßdose erfaßten Kraft.

2. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßdose (10) in einer Bohrung des Spiegels (1) befestigt ist und daß die Kopplungseinrichtung (11) einen zweiten Gleitmechanismus (13), der entlang den Seiten der Bohrung verschieblich ist und gegen die Kraftmeßdose (10) drückt, und eine zweite Kardaneinrichtung (12) aufweist, die in den zweiten Gleitmechanismus eingebaut und an dem zweiten Ende des Hebels befestigt ist, um eine Kraft von dem Hebel auf den zweiten Gleitmechanismus zu übertragen, wobei der Hebel unterschiedliche Winkelpositionen zu dem zweiten Gleitmechanismus einnehmen kann.

3. Spiegelstützvorrichtung zum Befestigen eines Spiegels eines Spiegelteleskops und zum axialen und radialen Abstützen des Spiegels, gekennzeichnet durch einen Hebel (2) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei der Hebel im wesentlichen parallel zu der Achse des Teleskops ausgerichtet ist, ein Gegengewicht (3), das an dem ersten Ende des Hebels befestigt ist, einen ersten Gleitmechanismus (7), der verschieblich in der Spiegelzelle (4) angeordnet ist, eine erste Kardaneinrichtung (6), die in den ersten Gleitmechanismus eingebaut und an einem Zwischenpunkt des Hebels befestigt ist, damit der Hebel in unterschiedlichen Winkeln gegenüber dem ersten Gleitmechanismus schwenken kann, eine Kraftmeßdose (38), die an dem Spiegel befestigt ist, eine Einrichtung zum Koppeln des zweiten Endes des Hebels mit dem Spiegel, die eine in einer Bohrung des Spiegels befestigte Hülse (30), eine Kraftmeßdose (38), die starr am Rand der Hülse außerhalb der Bohrung befestigt ist, womit die Kraftmeßdose starr gehalten ist, einen Ring (42), der drehbar mit dem zweiten Ende des Hebels gekoppelt ist, ein Lager (34), das drehbar mit dem Ring gekoppelt ist, eine Verbindungsstange (36) zum Koppeln des Lagers mit der Kraftmeßdose und eine Aufhängeinrichtung (32) aufweist, um das Lager mit der Hülse so zu koppeln, daß das Lager in axialer Richtung gegenüber der Hülse frei bewegbar ist, während es in radialer Richtung starr mit der Hülse gekoppelt ist, ferner durch einen Antriebsmechanismus (9), der in der Spiegelzelle angebracht ist, um den ersten Gleitmechanismus im wesentlichen parallel zu der Achse des Teleskops zu bewegen, und eine Einrichtung zum Steuern des Antriebsmechanismus entsprechend der von der Kraftmeßdose erfaßten Kraft.

4. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängeinrichtung zwei flexible Verbindungsglieder (32) aufweist, die an der Hülse (30) und dem Lager (34) befestigt sind, und daß die flexiblen Verbindungsglieder in axialer Richtung, nicht jedoch in radialer Richtung biegsam sind.

5. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängeinrichtung zwei Querwände (44) aufweist, die an der Innenfläche der Hülse (30) und an der Außenfläche des Lagers an dessen vorderem und hinterem Ende befestigt sind.

6. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus (9) mit dem ersten Gleitmechanismus (7) mittels einer ersten Feder (8) gekoppelt ist.

7. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch eine Dämpfungseinrichtung (50, 52) zum Dämpfen der Vibration des ersten Gleitmechanismus (7).

8. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (50) zwischen der ersten Feder (8) und dem ersten Gleitmechanismus (7) angeordnet ist.

9. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung ein Gummikissen (50) ist.

10. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (52) mit dem ersten Gleitmechanismus (7) und der Spiegelzelle (4) gekoppelt ist.

11. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (52) ein hydraulischer Dämpfer ist.

12. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (52) ein pneumatischer Dämpfer ist.

13. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (3) an dem Hebel (2) mittels einer zweiten Feder (60, 64) befestigt ist.

14. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder eine Schraubenfeder (60) ist, die sich parallel zu dem Hebel (2) erstreckt, und daß ferner ein Gleitlager (62) angeordnet ist, durch das das Gegengewicht (3) entlang des Hebels verschiebbar ist.

15. Spiegelstützvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder zwei Blattfedern (54) aufweist, die sich senkrecht zu dem Hebel (2) erstrecken.

16. Spiegelstützsystem zum Abstützen eines Spiegels eines Spiegelteleskops, gekennzeichnet durch eine Spiegelzelle (4), mehrere Betätigungsglieder (70), die in der Spiegelzelle angeordnet sind, um den Spiegel axial und radial abzustützen, Kraftmeßdosen (72) zum Erfassen der axialen Stützkraft, wenigstens ein festes Lager (78) zum starren axialen Abstützen des Spiegels, wenigstens eine feststehende Kraftmeßdose (80) zum Erfassen der Axialkraft des festen Lagers, eine Gruppensteuereinrichtung (76) zum Empfang eines Signals, das die Stellung des Spiegelteleskops anzeigt, und zum Erzeugen entsprechender Signale, die eine optimale axiale Kraft angeben, eine Rückführeinrichtung (82) zum Empfang eines Belastungssignals von der feststehenden Kraftmeßdose und zum Errechnen einer zusätzlichen Axialkraft, die von den Betätigungsgliedern hervorgerufen wird, sowie zum Hinzufügen von Informationen bezüglich der zusätzlichen Axialkraft zu den Befehlen, die von der Gruppensteuereinrichtung erzeugt sind, und mehrere Steuereinrichtungen (74) zum Empfangen der Signale von den Kraftmeßdosen der zugehörigen Betätigungsglieder, zum Empfangen der Befehle von der Gruppensteuereinrichtung und zum Steuern der jeweiligen Betätigungsglieder, damit die axiale Abstützung auf die optimale Axialkraft einstellbar ist.

17. Spiegelstützsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Lager (78) an drei Punkten vorgesehen sind.

18. Spiegelstützsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtung (82) die zusätzliche Axialkraft errechnet, indem die zusätzliche Axialkraft in drei Komponenten zerlegt wird: eine gleichförmige Komponente, eine Komponente mit einem ersten gleichförmigen Gradienten bezüglich der Ebene des Spiegels und eine Komponente mit einem zweiten gleichförmigen Gradienten bezüglich der Ebene des Spiegels, wobei der zweite gleichförmige Gradient senkrecht zu der Richtung des ersten Gradienten verläuft.

19. Spiegelstützsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtung (82) die zusätzliche Axialkraft errechnet, indem die zusätzliche Axialkraft in drei Teile zerlegt wird, die auf drei Abschnitte des Spiegels aufzubringen sind.

20. Spiegelstützsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Betätigungsglieder einen Hebel (2) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei der Hebel im wesentlichen parallel zu der Achse des Teleskops angeordnet ist, ein Gegengewicht (3), das an dem ersten Ende des Hebels befestigt ist, einen ersten Gleitmechanismus (7), der verschieblich in der Spiegelzelle (4) befestigt ist, eine erste Kardaneinrichtung (6), die in den ersten Gleitmechanismus eingebaut und an einem Zwischenpunkt des Hebels befestigt ist, damit der Hebel in unterschiedlichen Winkeln gegenüber dem ersten Gleitmechanismus schwenken kann, eine Kraftmeßdose (10, 38), die fest an dem Spiegel angebracht ist, eine Einrichtung zum Koppeln des zweiten Endes des Hebels mit dem Spiegel und der Kraftmeßdose, so daß der Hebel eine Axialkraft auf die Kraftmeßdose und eine Radialkraft auf den Spiegel ausüben kann, und einen Antriebsmechanismus (9) aufweisen, der in die Spiegelzelle eingebaut ist, um den ersten Gleitmechanismus im wesentlichen parallel zu der Achse des Teleskops zu verschieben.