WO1996010207A1 - Telescope - Google Patents

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WO1996010207A1
WO1996010207A1 PCT/FR1995/001233 FR9501233W WO9610207A1 WO 1996010207 A1 WO1996010207 A1 WO 1996010207A1 FR 9501233 W FR9501233 W FR 9501233W WO 9610207 A1 WO9610207 A1 WO 9610207A1
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telescope according
telescope
membrane
optical axis
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PCT/FR1995/001233
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Goulven Vernois
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Goulven Vernois
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
    • G02B23/06—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors having a focussing action, e.g. parabolic mirror
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/06—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the phase of light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
    • H01Q15/161—Collapsible reflectors

Definitions

  • the field of the invention is that of satellite telescopes, and large membrane mirrors. PRIOR STATE OF THE ART.
  • HJ Robertson Perking-Elmer Corporation (A symposium on support testing of large astronomical mirrors, Arlington, Arizona, 12/1566) describes a multiple mirror telescope consisting of a first stage containing the mirror, a second stage containing the hearth, and a third stage for detecting the shape of the mirror.
  • Perkins and Rohringer (US 4,093,351) describe membranous mirrors linked to an electrically charged rigid concave surface.
  • Silverberg (Wo 94/10721, priority US 10/28/92) describes a membranous mirror, stiffened by surface charges, and shaped by external fields produced by a rigid support.
  • the Grill (Fr 2662512, priority 05/28/90) describes a deformable membrane system linked for its deformation to a non-deformable support.
  • Bui-Hai and Nhu propose a mirror obtained by polymerization of a rotating resin, usable in very short waves.
  • Satellite telescope 1, three stages 4, 5 and 6, foldable for its orbiting comprising a membranous mirror 45, a membrane 46 for controlling the mirror 45, a blind cylindrical envelope, or an open tubular textile frame and membranes protection 67, and a light source 102.
  • FIG 1 Foldable blind cylinders.
  • the telescope envelope and its protective sheath are blind cylinders 2 and 3 made of a composite textile material, polymerizable under the effect of ultraviolet radiation or any other known effect of prior art.
  • Tubular frame In another embodiment (FIG 21), a tubular frame is constituted by textile tubes 41, 42, 43, flexible, crushable, foldable, of complex annular structure.
  • the membranous mirror 45, the control membrane 46, and the protective membranes 67 are membranes produced by depositing a thin liquid film 64 solidifiable on the surface of a liquid 61 contained in a circular container 62 rotating around a vertical axis.
  • the mirror 45 and the control membrane 46 are joined by their central flanges 46.4 or 46.9, either directly or via a cylinder 96 linked to the enclosure 18.
  • a magnetic dipole 141 parallel to the optical axis is rigidly linked to one of the speakers of the telescope, or to its envelope.
  • a surface pattern in the form of a turn constitutes an electrode with an electrostatic effect if there is no current flowing therein, or with an electromagnetic effect if there is a current flowing therein.
  • Parabolic shape control The shape of the mirror membrane 45 is checked by a sagittal analysis method derived from the Faucault method.
  • Self-pointing telescope-projector To obtain a pointing of the telescope used as a projector, the illuminating beam 103 has a point accessory image merged with the image of the object observed, by using in a Cassegrain type assembly a semi-transparent parabolic mirror 101 allowing the light beam 51.2 to continue its way towards control devices.
  • the invention allows the exploration, by the optical axis 76 of the mirror 45 of a solid angle 77 having for axis the main optical axis 39 of the telescope (FIG. 13), without overall movement of the telescope 1.
  • FIG 1- Sectional view of the telescope with casing 2 and sheath 3.
  • FIG 2- Plan view of the telescope with casing 2 and sheath 3.
  • FIG 3- Exterior view of the sheath with stiffness tubes.
  • FIG 4- Sectional view of folding by telescopic invagination.
  • FIG 5- Plan view of folding by telescopic invagination.
  • FIG 6- Schematic view of the radiating folding.
  • FIG 7- Plan view of the radiating fold.
  • FIG 8- Plan view of the winding of the spokes.
  • FIG 10- Sectional view of the folded telescope.
  • FIG 22- View in a plane of two consecutive tubes 7.
  • FIG 23- View in section of optical axis of tube 7.
  • FIG 24- Plan view of a quadratic frame.
  • FIG 25- View of an enclosure and its connection to the chassis.
  • FIG 26- View of control electrode.
  • FIG 27 Tripod frame in a plane optical axis of tube 7.
  • FIG 28 Section of a textile tube.
  • FIG 29 Bending of a tube.
  • FIG 36 37- Ring and handle for gripping a membrane.
  • FIG 38 Membrane with flanges down.
  • FIG 39 Membrane with collar upwards.
  • FIG 40 41- Details of a central flange.
  • FIG 42 Positioning of the central flange.
  • FIG 43 Mirror and control and protection membranes.
  • FIG 44 Rotating container and shape control electrodes.
  • FIG 45 Laser beam and Cassegrain mirror.
  • FIG 46 fireplace, Cassegrain mirror and tertiary mirror.
  • FIG 47 Centering mirror for two speakers.
  • FIG 51- Superimposed polarizing screens.
  • FIG 55 56- Earth telescope mirror.
  • the three stages 4, 5 and 6 of the telescope 1 are joined by a blind cylindrical envelope 2, to which is associated a protective sheath 3.
  • the casing 2 and the sheath 3 comprise tubes (FIG 31), longitudinal 7, circular axial 8, or helical 9, which can be stiffened by injection of gas according to the prior art; after the introduction of this gas, they restore their primitive forms to the casing of the telescope and to its protective sheath.
  • the space between the sheath and the telescope is closed by a ring 10.
  • Tubes 11 stiffen the openings which are held approximately elliptical by centering links 12 and 13.
  • Blind cylinders tapered or bitronconic.
  • the blind cylinders are very slightly frustoconical or bitronconic.
  • Telescopic vertical folding In a particular embodiment of the invention, the twin-conical cylinder, with a large central diameter 14, is manufactured before folding, either entirely or only over a length sufficient to perform each elementary folding.
  • the bottom 15 is added after the first phase of this folding.
  • the three stages 4, 5 and 6 of this telescope are joined to the sheath by their arms before folding, or else during folding (FIG 4 and 5). Folding by telescopic invagination.
  • a cylindrical element 16 of the vertically arranged cylinder is taken as a starting element.
  • This cylindrical element is held by an external means, and the part of the cylinder above this element is introduced into the interior of said element by folding along a circumference and turning downwards up to a determined height of said cylindrical element.
  • the first vertical fold thus obtained is immobilized, and, at the upper level of the starting cylindrical element, or slightly above, the folding operation is repeated.
  • the whole of the cylinder initially located above the starting cylindrical element is folded in the height of this starting cylindrical element, or in a slightly higher height, and forms with this starting cylindrical element a torus cylindrical, the thickness of which is close to the sum of the thicknesses of the various folds.
  • the enclosure 18 of the mirror stage is extended downwards by a centered mast 21 allowing the communication of the telescope to the outside, through the bottom 22 of the sheath 3, and which supports the solar panels, the means of displacement reagent and telecommunication means, not shown. Radiant folding of the telescope. (FIG 6, 7 and 8)
  • Each stage of the telescope consists, according to the prior art, of a central enclosure linked, by three or four arms 23 (FIG 2 and 4), to the blind cylindrical envelope 2.
  • the radiating folding is then done with a number of spokes multiple of 3 or 4.
  • the folding device consists of linear vertical means 24 internal to the cylindrical folding, some in contact with the ends of the arms, and retaining the cylindrical folding, and of linear vertical means 25 external to the cylindrical folding, going in pairs, and taking between the two elements 25a and 25b of the pair the radiating fold retained by the interior means 24 (FIG 7).
  • the arms of the enclosures being longer than the radii of the radiating folding, these arms are zigzagged during the movements of the exterior and interior folding means. Winding of the spokes. (FIG 8, 9 and 10). To wind, according to the invention, the spokes 290 around the enclosures, the internal means 24 relative to the external means 25 which remain stationary and press the vertical folding against the speakers. In this way, the radiating folds wrap around the speakers.
  • the vertical folding means are then removed. Folding of the sheath.
  • the folding of a sheath 3 is simplified because it is empty.
  • the roller constituted by the telescope is placed in the center of the folding device and the radiating folding of the sheath and its winding is made in contact and around the roller of the telescope.
  • the bottom of the sheath is pierced with a hole allowing the passage of the external mast 21. "Crumpled" folding of the bottoms. (FIG 10). During radiant folding, the bottom of the blind cylinder always remains within the perimeter determined by the radiating folds.
  • the vertical unfolding tubes 32 and 33 are closed tubes arranged symmetrically around the blind cylinders 2 and 3, along a generatrix.
  • the internal 24 and external 25 folding means consist of mobile carriages 26 and 27 guided radially by guide elements 38 in a horizontal plane, and provided with linear elements 24 and 25 perpendicular to this plane, and may occupy a lower position or a higher position.
  • the vertical elements consist of two or a multiplicity of vertical sub-elements capable of relative movements of approximation retaining their parallelism.
  • the telescope 1, (FIG 21), of optical axis 39, has three stages 4, 5, and 6, and is made up of a frame 40 made up of a plurality of main tubes 41, parallel and of the same length, and each divided into two segments connected to each stage 4, 5 and 6 of the telescope by parallel spacer tubes 42.
  • the stage 5 is at substantially equal distances from the stages 4 and 6.
  • reinforcement tubes 43 connecting the flexible junction elements 44 of the preceding tubes in the planes defined by the main tubes 41 taken two by two.
  • the junction elements 44 allow the continuity of the interior space of the tubes.
  • the mirror 45 and the control membrane 46.1 are shown in a section passing through the optical axis and a tube 41, and limited to the optical axis. (FIG 24)
  • the active elements of the telescope are brought together in enclosures 18, 19 and 20 located at the centers of the three stages 4, 5 and 6, and held in these centers by tubular star arms 23, linked to the tubes 41.
  • These arms 23, consist of at least two tubes 23.1 and 23.2 situated in planes passing through the optical axis and containing a tube 41, the tube 23.1 being above the tube 23.2.
  • These tubes 23.1 and 23.2 meet at one of their ends at the seals 44 situated at the ends of the tubes 41, and by their other ends with devices 23.3 of the prior art, of variable length, situated on or in the enclosures 18, 19 and 20, and making it possible to adjust, if necessary, the speakers 18, 19, and 20 on the optical axis 39 of the telescope.
  • Electrodes or solenoids 23.4 are drawn on the three tubes 23.1 or 23.2, (FIG 26) so as to control the perpendicularity to the optical axis of the control membrane, and therefore of the mirror.
  • the mirrors and its control and protection membranes are inside the chassis.
  • the tubes 41 of the chassis are no longer parallel, but form a mast 47 pyramidal tripod.
  • the triangular base of the tripod mast is contained in a circle with a diameter much smaller than that of the mirror 45 and its control and protection membranes which are outside this tripod mast.
  • the frame tubes consist of identical flexible textile tubes with a complex annular structure (FIG 30).
  • the textile outer envelope 48 of the tube is covered with a matt black film 49 chosen for its absorption properties of the visible solar spectrum, and preferably conductive.
  • the annular zone 50 interior to the previous one, and thermally insulating, consists of multiple and alternating layers of elastic foam with open porosity and reflective films.
  • a waterproof textile tube 51 separates the insulating zone 50 from the next active zone 52 made up of textile fibers 53 embedded in a liquid resin 54 which polymerizes hot.
  • Some of these fibers 53 are regularly distributed in sheets parallel to the axis of the tube so as to precisely define the length of an element of the tube.
  • a flexible and waterproof textile tube 55 isolates the active area 52 from the free interior 5 of the tube.
  • a film 59 porous for the chosen gas, prohibits the sticking of the coating on itself during folding.
  • a pressurized gas 58 is introduced into the folded and flattened tube, which may be the gas reacting with the coating.
  • the exothermic reaction for example a slow oxidation in the presence of oxygen, raises the temperature, and this rise in temperature results in the polymerization of the resin 54 which impregnates the fibers 53, thus ensuring the rigidity of the deployed tube.
  • the folding is carried out in accordion by regularly folding the flattened tube on itself in equal elements (FIG 29a and 29b).
  • the different tubes are then arranged folded (FIG 30) and their ends presented and connected to the elements 44 for intertubes junction and to the elements 23.3 for joining the tubes and the enclosures.
  • Control and protection mirror and membranes First favorite achievement. (FIG 31). On the surface of a main liquid 61 contained in a horizontal circular container 62 rotating regularly around its vertical axis, is superimposed, up to the edge 63 of the container 62, a small thickness of another liquid 64, provided by means of the prior art, wetting the edge of the container, which will solidify by forming a membrane 46, spontaneously by polymerization, or under an external effect known from the prior art.
  • the superimposed liquid 64 contains a dissolved substance which, after evaporation of this liquid 64, will form a solid film on the main liquid.
  • the liquid 64 also contains fibers in suspension.
  • the liquid 64 contains only fibers in suspension which, after evaporation, will give a fibrous layer capable of being impregnated with a polymerizable resin.
  • An equalization layer is superimposed on the composite layer thus formed so that the inequalities of this composite layer do not appear on the surface of this equalization layer, or are less than a given value.
  • Fourth preferred embodiment It differs from the first embodiment in that the liquid 64 has been obtained by simultaneous or consecutive supply of two different liquids. Fifth favorite achievement. (FIG 34). The liquid phase 64 is eliminated, and the membrane 46 is directly formed by the addition of bodies in the liquid phase or in the gas phase solidifying directly on the surface of the main liquid 61.
  • FIG 33 The surface of the main liquid 61 was first covered with a film 66 becoming an intermediate membrane 66 on which the liquid 64 is brought, or on which are brought one or more bodies which solidify immediately to give the membrane 46.
  • Reading ref layer A reflective body is brought to the membrane when it is still on the rotating liquid 61, in particular by the superposition of dielectric layers of suitable indices and thicknesses.
  • the membrane 46 when it is still on the main liquid 61 is covered locally, by means of the prior art, with a conductive deposit forming patterns surface 46.1, consisting of a plurality of annular electrodes centered on the optical axis, acting on the radius of curvature, and a plurality of local electrodes 46.2 acting on the local defects.
  • a conductive deposit forming patterns surface 46.1 consisting of a plurality of annular electrodes centered on the optical axis, acting on the radius of curvature, and a plurality of local electrodes 46.2 acting on the local defects.
  • the membrane 46 when it is still on the main liquid 61 is covered locally, by means of the prior art, with a thin structure identical to that of a multilayer integrated circuit comprising conductive, insulating or semi-conductive elements. conductors, separate, contiguous or superimposed.
  • These surface devices are electrically supplied by surface conductors 46.2 connected to an electrical supply via the center of the membrane.
  • These surface semiconductor devices integrated into the mirror control membrane, allow, according to the invention, by using a local capacitive effect between it and the mirror, self-control of the mirror membrane distance, and therefore the stabilization of the shape of this membrane, without the intervention of a central system.
  • Membranes 68 and 69 located at the focal point and at the sagittal analyzer, protect these points from direct sunlight.
  • a very narrow bandpass filter 70 also protects the monochromatic sagittal analyzer from stray light.
  • the control solenoid The envelope 2 of the telescope 1 is provided at its base, at the level of the mirror stage, with a solenoid 71 consisting of conductive elements 72 surrounding said envelope 2 (FIG 1).
  • the solenoid thus formed generates, when it is traversed by an electric current, a magnetic field parallel to the axis of the telescope.
  • the discrete solenoids 73 of the control membrane will interact with this magnetic field so as to maintain the desired shape of said membrane, and its centering on the optical axis of the telescope.
  • the membrane provided with the discrete solenoids is metallized and constitutes the mirror of the telescope.
  • the membrane 65 provided with the solenoids 73 has only approximately the desired shape, and the final shape is given to the simple mirror membrane 45 whose shape is determined by the electrostatic forces existing between the conductive surface 74 of this mirror membrane 45 and electrodes 75 existing on the membrane 65 of approximate shape serving as a control membrane.
  • Mirror control Surface electronic circuits integrated into the membrane during its manufacture control the potentials of the action electrodes on the mirror, and the fields magnetic solenoids of magnetic membrane-dipole interaction.
  • the metallized surface 74 of the mirror 45, or a conductive surface, in the case where the reflecting surface is dielectric, is initially at potential 0.
  • the electrodes 75 of the control membrane 46 are brought to positive or negative potentials inducing the distance or the relative local approximation of the mirror and the control membrane.
  • control membrane 4 In this way, significant local deformations of the control membrane 4 will not interfere with obtaining the perfect shape of the mirror.
  • Surface integrated circuits receive their instructions from control electronics receiving information from the sagittal segment analysis system.
  • the claimed system dissociates a long-range action acting on the control membrane by magnetic fields reacting with the field of the solenoid, and a short-distance action of the inter-membrane electric fields.
  • FIG 13 Field exploration. This dual system allows significant movement of the mirror 45 such that the optical axis 76 of the said mirror can explore an area included in a certain solid angle 77, while retaining the quality of the image at the fixed focus 78 of the telescope.
  • This solid angle 77 is determined by the limits of the possible magnetic and electrostatic actions, taking into account the mechanical characteristics of the membranes, the energy and the voltages available.
  • the sagittal analyzer or any other device for controlling the mirror 45, situated at the level of the sagittal segment, moves, according to the invention, inside a circle centered on the optical axis 39 of the telescope, while remaining directed towards the point of intersection of the extended ideal surface of the mirror 45 and of said initial optical axis 39
  • the sagittal analyzer 79 gives the electronic mirror control device the information necessary to give the mirror membrane 45 a parabolic shape, or any other form of least aberration having its sagittal segment determined by the position of said sagittal analyzer.
  • This mirror 45 will give on the photoelectric reception matrix 80 the image 81 of objects located in a direction deviating from the old optical axis 39 by twice the angle including the optical axis of the mirror 45, materialized by the sagittal ananlyseur 79, deviates from it.
  • the shape of the mirror 45 is optimized by the sagittal analyzer 79 itself, associated or not with a focus control system 79, 78.
  • this cylinder 82 is mounted “at Cardan ", along two diameters 84 and 85 and actuators 86 direct the axis of this cylinder towards the sagittal analyzer.
  • the centering cylinder 49 of the mirror and of the membrane is centered on a ball 87.
  • Annular exploration. FIG 16).
  • the sagittal analyzer remains centered on the main optical axis 39 of the telescope.
  • the generator of the mirror is gradually modified while keeping the mirror its shape of revolution.
  • This deformation is such that the image 81 has a centered minimum aberration ring 88 which is enlarged radially on the photoelectric receiving matrix 80, like a circular wave, according to the modifications of the mirror.
  • This reception matrix 80 is explored in synchronism with its scanning by the image ring 88 of least aberration.
  • one or more photoelectric receiving matrices 89 are driven in a circular or helical movement and explore the ring 88 of least aberration, which allows the exploration of a large surface with photoelectric matrices of small surface .
  • Folding of the mirror and the membrane. (FIG 18 and 19).
  • the mirror 45 and the control membrane 46 are made wholly or partly by a shape memory material.
  • the mirror 45 and the membrane 46 are deformed under conditions such that this deformation is preserved until the appearance of new conditions bringing back the initial shape.
  • the membranes are concave; if one pushes back (Fig 18) the bottom of the concavity, in its center, and perpendicular to its tangent plane, one obtains a deformation of circular symmetry which goes up in the concavity.
  • the thickness of this fold can be as small as desired by increasing the number of corrugations.
  • the quasi-plane object thus obtained can be folded, first wound in length, and the strip thus obtained, then wound in a circle.
  • Windings for rotating field To allow, in association with the motor ring 83 the rotation of the mirror, several windings are located on the blind cylinder 2, at the mirror stage.
  • Rotating container First preferred embodiment. (FIG 16 and 17). Edge 63 of circular rotating container 62 is surmounted by a ring 03 matching its shape and having means 40, which may be handles, which make it possible to grasp it and remove it from this edge.
  • the membrane 46 resulting from the solidification of the film 64 will adhere to the ring 90 which will allow its manipulation.
  • FIG 18 The outer wall 92 of the container forms a surface of revolution.
  • the membrane 46 is continued, by means of the prior art, with an equal or greater thickness, on the outer side 92 of the container, previously covered with a non-stick substance, thus forming a peripheral flange 46.3 increasing the rigidity of this periphery and allowing it to resume its initial shape better and faster.
  • the membrane is continued on the interior wall of the container in a flange 46.8 rising above the rotating liquid.
  • the container 62 has a centered circular hole 93 limited by a wall 94 retaining the liquid.
  • the external surface 95 of the wall 94 looking at the axis of rotation, has the shape of a surface of revolution, cylindrical or conical.
  • the membrane 46 is continued, with a greater thickness, on the outer surface 95, constituting a central annular collar 46.4.
  • This annular collar 46.4 has a thick cylindrical part 46.5 followed by separate vertical bands 46.6 thin joined in a terminal ring 46.13. (FIG 20)
  • This terminal ring 46.13 allows the physical junction of the membrane and of a cylinder 96 centered on the optical axis 39.
  • these vertical bands are made conductive 46.7 and join, at one end the surface conductive patterns of the control membrane, and at the other end the central electronic control device by means of the cylinder. 96.
  • the membrane is continued in a flange 46.9 on the internal wall of the container and rises above the rotating liquid.
  • FIG 41 the membrane continued on the interior wall of the container descends along this wall in the central opening by forming a double flange 46.10. Centering of membranes.
  • FIG 42 Conductive bands 46.8, and regularly spaced axial positioning conductive rings 46.12, are deposited on the cylindrical part 46.5 of the collar 46.4, or of the collar 46.10 or 46.11, and will serve as electrodes for centering the membranes 46 on a vertical cylinder. 96 centered on the optical axis 39 of the telescope 1, and integral with the enclosure 18.
  • This vertical cylinder with a diameter smaller than that of the flanges has electrodes 96.1 and 96.2 arranged to allow control of the position of the flange 46.4 and therefore of the membrane.
  • rings 96.1 perpendicular to the axis of the cylinder will have a constant spacing, different from the spacing of the equivalent rings 46.12 of the collar, in such a way that the distance between a certain number of rings of the cylinder will be equal to the gap between a-1 rings of the flange.
  • the flange 46.4 can be moved along the cylinder 96 by playing on the potentials of the different rings.
  • the conductive strips 46.7 will bring the surface charges to the mirror.
  • FIG 43 Two layout examples, (FIG 43), show parallel membranes and back-to-back membranes
  • An insulating intermediate film 98 is formed on the surface of the rotating liquid 61.
  • a conductive layer 98.1 is then formed on this film 98.
  • Charges of the same sign are applied to the conductive surface film 98.1 and to a central electrode 99, centered on the axis of rotation of the rotating liquid and above it.
  • the membrane 46 is then formed on the conductive film 98.1.
  • the intermediate film 98 can be removed when the membrane has been separated from the main liquid 61.
  • the electrode 99 will preferably be a plurality of electrodes 99.1, of annular shape, centered on the axis of rotation, of rays such that the combination of the size of the different rays and the charges applied to these electrodes lead to a controllable shape correction. .
  • the intermediate film 98 is no longer necessary if the liquid 64 or the membrane 46 are conductive.
  • a conductive film 98.1 is necessary if the liquid 64 or the membrane 46 are insulating.
  • the electrodes 99 and 99.1 are replaced or doubled by an electrode 100 or electrodes 100.1, placed under the container 62, rotating or not with this container 62, and set to controlled potentials.
  • the shape correction is made after the manufacture of the membrane.
  • thermosensitive conductive membrane 46 is subjected in place on the rotating liquid 61, after establishing the corrective field, to a brief rise in temperature allowing very little deformation.
  • a non-conductive membrane 46, formed on a conductive film 98 without shape correction, is subjected, after the establishment of a corrective field, to a rise in temperature allowing it to deform to marry the new shape which it will retain after return to the initial temperature.
  • Self-pointing telescope-projector (FIG 45)
  • a parabolic secondary mirror 101, semi-transparent according to the invention, is arranged in a Cassegrain type assembly.
  • the transmitted part will be concentrated, after complete crossing of the dioptric system 104 incorporating the secondary mirror, and after having crossed the plane containing the photoelectric matrix 105 receiving the image, and having been reflected, in a beam 103.2, on a tertiary parabolic mirror 106 which will give a point image 103.3 on the back of this matrix 105 for receiving the image.
  • this matrix is sufficiently transparent, it will be sensitive to this point image; otherwise, a second matrix 105.1 will be placed against its back.
  • the convergent beam is slightly deformed, particularly the rays of this beam forming the center of the image, and the image of the object in question is formed without appreciable defect in the focus, on the reception matrix.
  • This matrix then simultaneously sees the point representing the laser beam and the image of the object examined.
  • a directional control of the telescope then makes it possible to make the image of the targeted object coincide with the reference point of the laser beam, and therefore to direct the beam towards the targeted object.
  • a spherical mirror 112 is integral with one of the enclosures 19 or 20.
  • This mirror 112 is, according to the invention, linked to the back of the tertiary mirror 106, or, preferably, is one with it.
  • the optical axis of this * mirror defines a priori the optical axis 39 of the telescope.
  • the center of curvature 112.1 of this mirror is located at the level of the other enclosure.
  • the mirror will give an image 114 without aberretion of a light source 113 close to its center of curvature.
  • the image is also on this axis.
  • the light source 113 on the optical axis, is the image, given by a semi-transparent plane mirror 115, of a real point source 116 pre erentially monochromatic.
  • This point source 116 is a fine annular hole, drilled in an opaque screen, and intensely lit.
  • Image 114 consists of a central spot surrounded by diffraction rings.
  • a means 117 for image detection with extended gray levels preferably a photoelectric matrix with extended gray levels, is situated at the level of image 114, and perpendicular to the optical axis.
  • This photoelectric matrix 117 may be planar, but, according to the invention, it is spherical and centered on the center of curvature.
  • it can also be constituted by two or three bars 117.1 or 117.2, centered symmetrically on the optical axis.
  • the matrix 117 controls the refocusing.
  • the matrix analyzes the image 114 and determines the center of the central spot and the diffraction rings.
  • Two or three devices of the first embodiment, arranged symmetrically around the optical axis, makes it possible to free the region from this optical axis.
  • This arrangement is used to secure the enclosures 18 and 19, or elements of these enclosures.
  • Illumination of a target outside the optical axis If one wants to illuminate a target outside the optical axis, it suffices to make the illuminating beam, leaving the main mirror, parallel to the incoming beam.
  • the point image 103.3 of the beam 103.2 on the matrix 105.1, or on the semi-transparent matrix 105 of the focal point, is then eccentric. To bring the beam onto the target, it suffices to place its point image 103.3 on a symmetrical point of the image 108.1 of the target 108.
  • a removable interference filter 118 possibly in the form of a spherical cap, protects, from the monochromatic laser beam 103, the front face of the matrix 105 for receiving the image.
  • An interference filter possibly in the form of a spherical cap, protects the matrix for receiving stray light from the eddy.
  • the same interference filter will protect the matrix from stray light from the eddy and from the stray light from the emission laser.
  • Third preferred embodiment. By inserting an interference filter that only passes the received wavelength, we can dispense with filtering the eddy stray light. Hiding mirror. The center of the semi-reflecting mirror 101, on a surface representing the projection onto the semi-reflecting mirror of the matrix 105, along the optical axis, is completely reflecting.
  • the laser beam 103 will not reach the matrix 105 for receiving the image.
  • a semi-transparent mirror 123 forms the virtual image 124 of the source 122 on the optical axis, at the location chosen to be the bottom of the sagittal segment 120.
  • This image 126 can be very far from the optical axis 39 theoretical of the telescope, and therefore very far from the sagittal analyzer.
  • auxiliary screen 127 perpendicular to the optical axis 39 is located beyond the sagittal analyzer (FIG 48), or below, but then pierced with a central opening of the dimension of the sagittal analyzer.
  • the non-point image 126 of the eddy source 124 is formed on this screen 127.
  • An electronic camera examines this screen and captures the image 126 of the source 124.
  • the electronic mirror control device 45 brings this image to the center of the screen 127, where the sagittal analyzer is located.
  • This sagittal analyzer centers the image 126 on its own center fixed on the desired optical axis 39.
  • This sagittal analyzer consists, (FIG 50), according to the invention, by a photoelectric matrix 128 for examining the mirror 45 and a screen 129 for exploring the sagittal segment 119.
  • This opaque screen 129 perpendicular to the optical axis 39, and pierced with a hole 131 centered on this axis at a particular point 120 of the sagittal segment 119, intercepts the conical layers which do not pass through this point 120, and does not allow passage as the conical sheet passing through this point 120 of the sagittal segment.
  • This conical sheet is supported on a ring of radius 121 of the mirror 4, and traces a ring of radius 130 on the photoelectric matrix 128.
  • the radius 130 of this ring is proportional to the radius 121 of the corresponding ring of the mirror 45 examined.
  • a particular correspondence can be established between the points 120 of the sagittal segment and the radii 121 of the corresponding rings.
  • a photoelectric matrix 128, with extended gray levels, perpendicular to the optical axis 39 and centered on this axis, is placed at some distance from the sagittal segment 119, moving away from the mirror.
  • this photoconductive matrix is a spherical cap centered on the middle of the sagittal segment.
  • this matrix can be reduced to a plurality of matrix segments centered on the optical axis 39 and regularly distributed around this axis.
  • the screen 129 is, according to the invention, a photoelectric matrix whose central pixel is replaced by a hole 131.
  • This matrix 129 is animated with a movement parallel to the optical axis 39 allowing the hole 131 to explore the desired sagittal segment 119.
  • the advantage of a photoelectric matrix compared to an inactive screen is that this matrix can center the image spot 126 on its active surface at the start of the control of the mirror 57, and the refocus after an operational incident.
  • Second preferred realization. (FIG 51).
  • the mobile screen 129 is replaced by a stack of polarizing cells 129.1, in particular liquid crystal, having an inactive central part 131.1. _
  • These cells can simulate a flat screen pierced with a hole 131 located on the optical axis 39 and moving perpendicular to its plane.
  • the polarizer is unique, and the polarizing screens are crossed analyzers.
  • the mirror examination matrix 128 has a central opening through which passes a cylinder 132 at the end of which is a photoelectric matrix 133 centered on the optical axis 39
  • This cylinder is movable along the optical axis and can therefore explore the sagittal segment 119.
  • the membranes according to the invention have a rotation movement independent of that of the telescope. This rotation is ensured, according to the invention, by the rotation of the cylinder 96.
  • the three speakers are also joined optically.
  • the chassis is that of the first preferred embodiment, with 4 or 6 tubes 41.
  • the atmospheric motion compensating systems of the prior art cooperate with the sagittal analyzer to give the best possible image.
  • This sheath is made of sound-absorbing materials, mainly an alternation of materials of different structures and densities.
  • This sheath is closed upwards, perpendicular to the optical axis, by a transparent membrane 135.
  • This membrane is fixed to a rigid ring 136 located at the upper end of the sheath
  • This sheath is linked to a mechanical orientation system, not shown, independent of the system orienting the mirror, so that the gusts of wind, exerting a considerable action on its large surface cannot affect the mirror or the frame.
  • the membranous mirror 45 is parabolic and floating or semi-floating.
  • the rigid circular support has surface electrodes 46.1 which allow the control of the shape of the mirror under the direction of the sagittal analyzer of the enclosure 20.
  • This rigid circular support supports (FIG 55), according to the invention, a parabolic membrane 46 slightly stretched by a low depression, so as not to deform its initial parabolic shape.
  • Active annular covers 139 and 140 having surface patterns 46.1 opposite the mirror 45, aid in the peripheral and central control of this mirror.
  • This rigid circular support (FIG 56) has a parabolic concave surface on which are the surface patterns 46.1 acting on the mirror 45.
  • the telescope 1 consists of two separate elements joined in space after the installation of the mirror and the control membrane in the mirror stage 4.
  • the casing 2 and the sheath 3 are each made up of two separate elements which can be combined a) the open cylindrical top element comprising the hearth stage 5 and the stage 6 of the center of curvature, b) the blind cylindrical bottom element comprising the mirror stage 4.
  • a connecting device ensures the meeting of the two elements.
  • Integrated circular inflatable tubes 8, and casing-sheath connection rings 10 ensure the circular shape of the bottom of the top element, and of the top of the bottom element.

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Abstract

Télescope satellisable comprenant un miroir membraneux (45), une membrane (46) de contrôle du miroir possédant une électronique intégrée, une enveloppe (2) et une gaine (3) de protection pliables et constitués d'un élément haut et un élément bas associables, un dispositif d'examen de la forme du miroir, et un dispositif d'éclairage.

Description

TELESCOPE
DOMAINE DE L'INVENTION.
Le domaine de l'invention est celui des télescopes satellisés, et des miroirs membraneux de grande taille. ETAT DE L'ART ANTERIEUR.
H. J. Robertson (Perking-Elmer Corporation) (A symposium on support testing of large astronomical mirrors, Tucson, Arizona, 09/12/66) décrit un télescope à miroir multiple constitué d'un premier étage contenant le miroir, d'un second étage contenant le foyer, et d'un troisième étage de détection de la forme du miroir. . Perkins et Rohringer (US 4 093 351) décrivent des miroirs membraneux liés à une surface concave rigide électriquement chargée .
Silverberg (Wo 94/10721, priorité US 28/10/92) décrit un miroir membraneux, raidi par des charges superficielles, et mis en forme par des champs extérieurs produits par un support rigide.
Le Grill (Fr 2662512, priorité 28/05/90) décrit un système à membrane déformable lié pour sa déformation à un support indéformable.
Bui-Hai et Nhu (Alcatel, US 5 182 569) proposent un miroir obtenu par polymérisation d'une résine en rotation, utilisable en ondes très courtes.
Inconvénients. L'inconvénient de ces dispositifs est le poids des structures rigides. RESUME DE L'INVENTION.
Télescope satellisable 1, à trois étages 4, 5 et 6, pliable en vue de sa satellisation, comprenant un miroir membraneux 45, une membrane 46 de contrôle du miroir 45, une enveloppe cylindrique borgne, ou un châssis textile tubulaire ouvert et des membranes de protection 67, et une source lumineuse 102. (FIG 1) Cylindres borgnes pliables. Dans une réalisation (FIG 1), l'enveloppe du télescope et sa gaine de protection sont des cylindres borgnes 2 et 3 constitués d'un matériau textile composite, polymérisable sous l'effet du rayonnement ultra- violet ou de tout autre effet connu de l'art antérieur. Châssis tubulaire. Dans une autre réalisation (FIG 21), un châssis tubulaire est constitué par des tubes textiles 41, 42, 43, souples écrasables, pliables, de structure annulaire complexe.
Il est déployé par l'introduction d'un gaz 58 dans les tubes, et rigidifié après dépliage, par polymérisation d'une résine 54 située dans la structure annulaire des tubes, ou par l'effet du rayonnement UV solaire.
Membranes paraboliques. Le miroir membraneux 45, la membrane de contrôle 46 , et les membranes de protection 67 , dans le cas d ' un châssis tubulaire, sont des membranes réalisées en déposant un film mince liquide 64 solidifiable sur la surface d'un liquide 61 contenu dans un récipient circulaire 62 en rotation autour d'un axe vertical.
Le miroir 45 et la membrane de contrôle 46 sont réunies par leurs collerettes centrales 46.4 ou 46.9, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un cylindre 96 lié à l'enceinte 18. Dipole magnétique. Un dipôle magnétique 141 parallèle à l'axe optique est lié rigidement à une des enceintes du télescope, ou à son enveloppe. Un motif surfacique en forme de spire constitue une électrode à effet électrostatique s'il n'y circule pas de courant, ou à effet électromagnétique s'il y circule un courant.
Rotation des membranes. Les membranes sont déployées, raidies, orientées et stabilisées par rotation.
Contrôle de la forme parabolique. Le contrôle de la forme de la membrane miroir 45 est effectuée par une méthode d'analyse sagittale dérivée de la méthode de Faucault. Télescope-projecteur auto pointé. Pour obtenir un pointage du télescope utilisé en projecteur, le faisceau éclairant 103 a une image accessoire ponctuelle confondue avec l'image de l'objet observé, en employant dans un montage du type Cassegrain un miroir parabolique semi transparent 101 permettant au faisceau lumineux 51.2 de continuer son chemin vers des dispositifs de contrôle.
L'invention permet l'exploration, par l'axe optique 76 du miroir 45 d'un angle solide 77 ayant pour axe l'axe optique principal 39 du télescope (figure 13), sans mouvement d'ensemble du télescope 1.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES.
FIG 1- Vue en coupe du télescope avec enveloppe 2 et gaine 3. FIG 2- Vue en plan du télescope avec enveloppe 2 et gaine 3. FIG 3- Vue extérieure de la gaine avec tubes de rigidité. FIG 4- Vue en coupe du pliage par invagination télescopique. FIG 5- Vue en plan du pliage par invagination télescopique. FIG 6- Vue schématique du pliage rayonnant. FIG 7- Vue en plan du pliage rayonnant. FIG 8- Vue en plan de l'enroulement des rayons. FIG 9- Vue en plan du télescope plié. FIG 10- Vue en coupe du télescope plié. FIG 11 et 12- Dispositifs de pliage rayonnant. FIG 13- Exploration d'un angle solide. FIG 14- Montage à la Cardan. FIG 15- Montage à rotule. FIG 16- Anneau de moindre aberration. FIG 17- Matrice mobile de réception de l'image. FIG 18, 19 et 20- Pliage du miroir. FIG 21- Châssis quadratique.
FIG 22- Vue dans un plan de deux tubes 7 consécutifs. FIG 23- Vue en coupe axe optique tube 7. FIG 24- Vue en plan d'un châssis quadratique. FIG 25- Vue d'une enceinte et de sa liaison au châssis. FIG 26- Vue d'électrode de contrôle.
FIG 27- Châssis tripode dans un plan axe optique tube 7. FIG 28- Coupe d'un tube textile. FIG 29- Pliage d'un tube. FIG 30- Pliage d'un télescope.
FIG 31, 32, 33, 34- Membranes sur liquide tournant. FIG 35- Vue de motifs surfaciques.
FIG 36, 37- Anneau et poignée de préhension d'une membrane. FIG 38- Membrane avec collerettes vers le bas. FIG 39- Membrane avec collerette vers le haut. FIG 40,41- Détails d'une collerette centrale. FIG 42- Positionnement de la collerette centrale. FIG 43- Miroir et membranes de contrôle et de protection. FIG 44- Récipient tournant et électrodes de contrôle de forme. FIG 45- Faisceau laser et miroir de Cassegrain .
FIG 46- Foyer, miroir de Cassegrain et miroir tertiaire.
FIG 47- Miroir de centrage de deux enceintes.
FIG 48- Recherche de la tache sagittale.
FIG 49- Analyseur sagittal .
FIG 50- Détail du système d 'analyse sagittale.
FIG 51- Ecrans polarisants superposés.
FIG 52- Elément haut.
FIG 53- Elément bas. .
FIG 54- Télescope terrestre.
FIG 55 , 56- Miroir du télescope terrestre.
DESCRIPTION DETAILLEE
Première réalisation : enveloppe cylindrique borgne .
Les trois étages 4 , 5 et 6 du télescope 1 sont solidarisés par une enveloppe cylindrique borgne 2 , à la quelle est associée une gaine de protection 3.
L ' enveloppe 2 et la gaine 3 comportent des tubes (FIG 31) , longitudinaux 7 , circulaires axés 8 , ou hélicoïdaux 9 , qui peuvent être rigidifies par injection de gaz suivant l ' art antérieur ; ils redonnent, après introduction de ce gaz, leurs formes primitives à l ' enveloppe du télescope et à sa gaine de protection.
Dans une réalisation particulière, l 'espace entre la gaine et le télescope est fermé par un anneau 10.
Des tubes 11 raidissent les ouvertures qui sont maintenues approximativement elliptiques par des liens de centrage 12 et 13. Cylindres borgnes tronconiques ou bitronconiques. Pour faciliter le pliage , dans une réalisation particulière , les cylindres borgnes sont très légèrement tronconiques ou bitronconiques. Pliage vertical télescopique. Dans une réalisation particulière de l ' invention , le cylindre bitronconique, à grand diamètre central 14 , est fabriqué avant pliage , soit entièrement , soit seulement sur une longueur suffisante pour effectuer chaque pliage élémentaire.
Le fond 15 est ajouté après la première phase de ce pliage.
S ' il s ' agit de l ' enveloppe du télescope, les trois étages 4 , 5 et 6 de ce télescope sont solidarisés à la gaine par leurs bras avant le pliage, ou bien au cours du pliage (FIG 4 et 5) . Pliage par invagination télescopique. Un élément cylindrique 16 du cylindre disposé verticalement est pris comme élément de départ.
Cet élément cylindrique est maintenu par un moyen extérieur, et la partie du cylindre supérieure à cet élément est introduite à 1 ' intérieur du dit élément par pliage suivant une circonférence et retournement vers le bas jusqu ' à une hauteur déterminée du dit élément cylindrique .
Dans cette situation , on immobilise le premier pli vertical ainsi obtenu , et, au niveau supérieur de l 'élément cylindrique de départ , ou légèrement au dessus , on recommence l 'opération de pliage .
De cette manière , la totalité du cylindre se trouvant initialement au dessus de l ' élément cylindrique de départ se trouve plié dans la hauteur de cet élément cylindrique de départ , ou dans une hauteur légèrement supérieure, et forme avec cet élément cylindrique de départ un tore cylindrique dont l ' épaisseur est voisine de la somme des épaisseurs des différents plis.
La même opération est faite avec la partie inférieure du cylindre bitronconique constituant l ' enveloppe du télescope.
On a alors la superposition des trois étages du télescope et de l 'élément de pliage 17 du parasoleil biseauté.
L ' enceinte 18 de l 'étage miroir est prolongée vers le bas par un mat centré 21 permettant la communication du télescope vers l ' extérieur , à travers le fond 22 de la gaine 3 , et qui supporte les panneaux solaires , les moyens de déplacement réactif et les moyens de télécommunication , non représentés. Pliage rayonnant du télescope. (FIG 6, 7 et 8) Chaque étage du télescope est constitué, suivant l ' art antérieur , d ' une enceinte centrale liée , par trois ou quatre bras 23 (FIG 2 et 4) , à l ' enveloppe cylindrique borgne 2.
Une fois le pliage vertical réalisé , les trois enceintes sont superposées ainsi que , trois par trois , les neuf ou douze bras 23.
Le pliage rayonnant , suivant l ' invention , est ensuite fait avec un nombre de rayons multiple de 3 ou de 4.
Dispositif de pliage à rayons. (FIG 11 et 12) . Le dispositif de pliage est constitué de moyens verticaux linéaires 24 intérieurs au pliage cylindrique, certains en contact avec les extrémités des bras , et retenant le pliage cylindrique, et de moyens verticaux linéaires 25 extérieurs au pliage cylindrique , allant par paires , et prenant entre les deux éléments 25a et 25b de la paire le pli rayonnant retenu par le moyen intérieur 24 (FIG 7) .
Dans le cas ou les moyens verticaux intérieurs de pliage 24 sont situés sous le fond du cylindre borgne , ce fond est percé de trous obturables convenables pour laisser passer ces moyens intérieurs verticaux de pliage.
Si l 'on déplace radialement les moyens extérieurs 25 vers les enceintes , à l ' aide de dispositifs guides 26 et 27 (FIG 11 et 12) , les moyens extérieurs ayant une action prépondérante et les moyens intérieurs une action de retenue élastique radiale, le pliage vertical cylindrique initial prendra la forme (FIG 7) d ' une roue avec des rayons 29 en contact avec les enceintes centrales.
Sous l 'effet conjugé des moyens extérieurs verticaux 25 amenant le pliage cylindrique contre les enceintes , et des moyens intérieurs 24 les retenant , la partie du pliage vertical située entre les rayons est pressée contre les enceintes.
Les bras des enceintes étant plus longs que les rayons du pliage rayonnant , ces bras sont plies en zig-zag durant les mouvements des moyens de pliage extérieurs et intérieurs. Enroulement des rayons. (FIG 8, 9 et 10) . Pour enrouler, suivant l ' invention , les rayons 290 autour des enceintes, on anime d ' un mouvement de rotation relatif , autour de l ' axe central des enceintes , les moyens intérieurs 24 par rapport aux moyens extérieurs 25 qui restent fixes et pressent le pliage vertical contre les enceintes. De cette manière , les plis rayonnants s ' enroulent autour des enceintes.
Les moyens verticaux de pliage sont ensuite retirés. Pliage de la gaine. Le pliage d ' une gaine 3 est simplifié du fait qu ' elle est vide .
Le rouleau constitué par le télescope est placé au centre du dispositif de pliage et le pliage rayonnant de la gaine et son enroulement est fait en contact et autour du rouleau du télescope .
Le fond de la gaine est percé d ' un trou permettant le passage du mat extérieur 21. Pliage "chiffonné" des fonds. (FIG 10) . Au cours du pliage rayonnant, le fond du cylindre borgne reste toujours à l ' intérieur du périmètre déterminé par les plis rayonnants.
Dans ces conditions, les fonds 30 de l 'enveloppe, ou 22 de la gaine , adoptent un pliage naturel ou aidé, difficile à dessiner , et se trouvent contenu dans un espace restreint, et représenté par des ondulations 31 (FIG 10) . Tubes de dépliage verticaux télescopiques . (FIG 4 et 5) .
Les tubes de dépliage verticaux 32 et 33 sont des tubes fermés disposés symétriquement autour des cylindres borgnes 2 et 3, suivant une génératrice.
Ils sont solidarisés aux cylindres borgnes 2 et 3 à des intervalles correspondant à la hauteur des éléments cylindriques de pliage télescopique , par des liens 34 et 35.
Ils sont plies par invagination télescopique verticalement, de la même manière que les cylindres borgnes , en éléments cylindriques de même hauteur que ceux des cylindres borgnes, et en même temps .
L ' introduction , par les orifices 36 et 37 , d ' un gaz sous pression dans ces tubes de dépliage provoque leur expansion qui entraînent l ' expansion des cylindres borgnes.
Ils participent à la rigidité finale des cylindres borgnes. Les moyens de pliages. Dans une réalisation particulière (FIG 11 et 12) , les moyens de pliage intérieurs 24 et extérieurs 25 sont constitués par des chariots mobiles 26 et 27 guidés radialement par des éléments guides 38 dans un plan horizontal , et muni des éléments linéaires 24 et 25 perpendiculaires à ce plan , et pouvant occuper une position inférieure ou une position supérieure.
Dans une réalisation particulière les éléments verticaux sont constitués de deux ou d ' une multiplicité de sous éléments verticaux susceptibles de mouvements relatifs de rapprochement conservant leur parallélisme.
De cette manière , les moyens de déplacement peuvent saisir entre leurs éléments verticaux les plis concentriques résultant du pliage vertical . Seconde réalisation : châssis tubulaire.
Le télescope 1 , (FIG 21) , d 'axe optique 39 , possède trois étages 4 , 5 , et 6 , et est constitué d ' un châssis 40 constitué d ' une pluralité de tubes principaux 41 , parallèles et de même longueur, et divisés chacun en deux segments reliés à chaque étage 4 , 5 et 6 du télescope par des tubes d ' écartement parallèles 42.
L 'étage 5 est à distances sensiblement égales des étages 4 et 6. A ces premiers tubes sont ajoutés , (FIG 22) , des tubes de renfort 43 reliant les éléments de jonctions souples 44 des tubes précédents dans les plans définis par les tubes principaux 41 pris deux à deux . Les éléments de jonction 44 permettent la continuité de l 'espace intérieur des tubes.
Le miroir 45 et la membrane de contrôle 46.1 sont montrés dans une coupe passant par l ' axe optique et un tube 41 , et limitée à l ' axe optique. (FIG 24)
Les éléments actifs du télescope sont réunis dans des enceintes 18 , 19 et 20 situées aux centres des trois étages 4 , 5 et 6 , et maintenues en ces centres par des bras tubulaires en étoile 23 , liés aux tubes 41. (FIG 24) Ces bras 23 , (FIG 25) , sont constitués d 'au moins deux tubes 23.1 et 23.2 situés dans des plans passant par l ' axe optique et contenant un tube 41 , le tube 23.1 étant au dessus du tube 23.2.
Ces tubes 23.1 et 23.2 se réunissent par une de leurs extrémités aux joints 44 situés aux extrémités des tubes 41 , et par leurs autres extrémités à des dispositifs 23.3 de l 'art antérieur, à longueur variable, situés sur ou dans les enceintes 18 , 19 et 20 , et permettant d 'ajuster s ' il le faut les enceintes 18 , 19, et 20 sur l 'axe optique 39 du télescope.
Des électrodes ou des solénoïdes 23.4 sont dessinés sur les trois tubes 23.1 ou 23.2 , (FIG 26) de façon à contrôler la perpendicularité à l 'axe optique de la membrane de contrôle, et donc du miroir.
Dans cette réalisation , le miroirs et ses membranes de contrôle et de protection sont à l ' intérieur du châssis.
Dans une réalisation particulière , (FIG 27 ) , les tubes 41 du châssis ne sont plus parallèles , mais forment un mât 47 tripode pyramidal.
La base triangulaire du mat tripode est contenue dans un cercle de diamètre très inférieur à celui du miroir 45 et de ses membranes de contrôle et de protection qui sont à l ' extérieur de ce mât tripode.
Tubes souples. Les tubes du châssis sont constitués de tubes textiles souples identiques à structure annulaire complexe (FIG 30) .
L ' enveloppe extérieure textile 48 du tube est recouverte d ' un film 49 noir mat choisi pour ses propriétés d ' absorption du spectre solaire visible , et préférentiellement conducteur.
La zone annulaire 50 , intérieure à la précédente , et thermiquement isolante , est constituée de couches multiples et alternées de mousse élastique à porosité ouverte et de films réf léchissants .
Un tube textile étanche 51 sépare la zone isolante 50 de la zone suivante active 52 constituée de fibres textiles 53 noyées dans une résine liquide 54 polymérisant à chaud .
Certaines de ces fibres 53 sont distribuées régulièrement en nappes parallèles à l 'axe du tube de manière à définir précisément la longueur d ' un élément du tube.
Un tube textile souple et étanche 55 isole la zone active 52 de l ' intérieur libre 5 du tube.
Sur ce tube textile 55 est déposé un enduit 57 susceptible de donner une réaction exothermique en présence d ' un gaz choisi .
Un film 59 , poreux pour le gaz choisis , interdit le collage de l ' enduit sur lui même lors du pliage .
Pour obtenir le dépliage et la rigidification on introduit dans le tube plié et aplati un gaz 58 sous pression , qui peut être le gaz réagissant avec l ' enduit.
La réaction exothermique , par exemple une oxydation lente en présence d 'oxygène, élève la température, et cette élévation de la température entraîne la polymérisation de la résine 54 qui imprègne les fibres 53 , assurant ainsi la rigidité du tube déployé .
Dans une première variante, il n ' y a ni enduit réactif 57 ni film de protection 59; la réaction exothermique est provoquée par deux gaz réactifs 58 et 60 introduits simultanément ou successivement dans le tube.
Dans une seconde variante, il n ' y a également ni enduit 57 ni film 59; la résine 54 polymérise sous l 'effet d ' un gaz, et le tube textile isolant la résine 54 de l ' intérieur du tube est poreux pour ce gaz.
Pliage du châssis. Le pliage est effectué en accordéon en repliant régulièrement le tube aplati sur lui-même en éléments égaux (FIG 29a et 29b) .
Les différents tubes sont alors disposés plies (FIG 30) et leurs extrémités présentées et reliées aux éléments 44 de jonction intertubes et aux éléments 23.3 de jonction des tubes et des enceintes.
Miroir et membranes de contrôle et de protection . Première réalisation préférée. (FIG 31) . Sur le surface d ' un liquide principal 61 contenu dans un récipient circulaire horizontal 62 tournant régulièrement autour de son axe vertical , est superposé , jusqu ' au bord 63 du récipient 62, une faible épaisseur d ' un autre liquide 64 , apporté par des moyens de l ' art antérieur, mouillant le bord du récipient , qui se solidifiera en formant une membrane 46, spontanément par polymérisation, ou sous un effet extérieur connu de l ' art antérieur.
Seconde réalisation préférée. Elle diffère de la première en ce que le liquide 64 superposé contient une substance dissoute qui , après évaporation de ce liquide 64 , formera un film solide sur le liquide principal .
Dans une première variante, le liquide 64 contient également des fibres en suspension.
Troisième réalisation préférée. (FIG 32) . Dans une variante, le liquide 64 ne contient que des fibres en suspention qui après évaporation donneront une couche fibreuse susceptible d 'être imprégné par une résine polymérisable.
Une couche d ' égalisation est superposée à la couche composite ainsi formée de manière à ce que les inégalités de cette couche composite n ' apparaissent pas à la surface de cette couche d ' égalisation , ou soient inférieures à une valeur donnée. Quatrième réalisation préférée. Elle diffère de la première réalisation en ce que le liquide 64 a été obtenu par apport simultané ou consécutif de deux liquides différents. Cinquième réalisation préférée. (FIG 34) . La phase liquide 64 est supprimée, et la membrane 46 est directement formée par l 'apport de corps en phase liquide ou en phase gazeuse se solidifiant directement sur la surface du liquide principal 61.
Sixième réalisation préférée. (FIG 33) . La surface du liquide principal 61 a été d ' abord recouverte d ' un film 66 devenant une membrane intermédiaire 66 sur laquelle est apporté le liquide 64 , ou sur laquelle sont apportés un ou des corps se solidifiant immédiatement pour donner la membrane 46.
Couche réf lectrice. Un corps réfléchissant est apporté sur la membrane lorsqu 'elle est encore sur le liquide 61 en rotation , en particulier par la superposition de couches diélectriques d ' indices et d ' épaisseurs convenables.
Motifs surfaciques. La membrane 46 , lorsqu 'elle est encore sur le liquide principal 61 est recouverte localement, par des moyens de l ' art antérieur, d ' un dépôt conducteur formant des motifs surfaciques 46.1, constitués d'une pluralité d'électrodes annulaires centrées sur l'axe optique, agissant sur le rayon de courbure, et d'une pluralité d'électrodes locales 46.2 agissant sur les défauts locaux.
Electronique répartie dans la membrane. La membrane 46, lorsqu ' elle est encore sur le liquide principal 61 est recouverte localement, par des moyens de l'art antérieur, d'une structure mince identique à celle d'un circuit intégré multicouche comportant des éléments conducteurs, isolants ou semi-conducteurs, séparés, contigus ou superposés.
Ces dispositifs surfaciques sont alimentés électriquement par des conducteurs surfaciques 46.2 reliés à une alimentation électrique via le centre de la membrane.
Ces dispositifs surfaciques semi-conducteurs, intégrés à la membrane de contrôle du miroir, permettent, suivant l'invention, en utilisant un effet capacitif local entre elle et le miroir, un auto-contrôle de la distance miroir membrane, et donc la stabilisation de la forme de cette membrane , sans 1 ' intervention d ' un système central .
Membranes de protection. (FIG 27 et 43). Suivant l'invention, dans le cas d'un ch ssis tubulaire, une ou plusieurs membranes paraboliques 67 et 67.1, ayant des collerettes 65.8 s 'élevant au dessus du miroir 45 sont situées derrière la membrane de contrôle 46. Ces membranes sont constituées, suivant l'invention, d'une structure fibreuse imprégnée de résine, dans laquelle les fibres sont préférentiellement parallèles à la surface de la membrane.
Des membranes 68 et 69, situés au niveau du foyer et au niveau de l'analyseur sagittal, protègent ces points de la lumière solaire directe.
Un filtre passe bande 70 très étroit, (FIG 50), protège également l'analyseur sagittal monochromatique de la lumière parasite.
Le solénoïde de contrôle. L'enveloppe 2 du télescope 1 est munie à sa base, au niveau de l'étage miroir, d'un solénoïde 71 constitué d'éléments conducteurs 72 entourant la dite enveloppe 2 (FIG 1).
Le solénoïde ainsi constitué génère , lorsqu ' il est parcouru par un courant électrique, un champ magnétique parallèle à l'axe du télescope.
Les solénoïdes discrets 73 de la membrane de contrôle inter-réagiront avec ce champ magnétique de manière à maintenir la forme voulue de la dite membrane, et son centrage sur l'axe optique du télescope.
Dans une réalisation particulière, la membrane munie des solénoïdes discrets est métallisée et constitue le miroir du télescope .
La membrane 65 munie des solénoïdes 73 n'a qu ' approximativement la forme désirée, et la forme définitive est donnée à la membrane miroir simple 45 dont la forme est déterminée par les forces électrostatiques existant entre la surface conductrice 74 de cette membrane miroir 45 et des électrodes 75 existant sur la membrane 65 de forme approximative servant de membrane de contrôle. Contrôle du miroir. Des circuits électroniques surfaciques intégrés à la membrane au cours de sa fabrication commandent les potentiels des électrodes d'action sur le miroir, et les champs magnétiques des solénoïdes d ' interaction membrane-dipole magnétique.
La surface métallisée 74 du miroir 45, ou une surface conductrice, dans le cas ou la surface réfléchissante serait diélectrique, est initialement au potentiel 0.
Les électrodes 75 de la membrane de contrôle 46 sont portées à des potentiels positifs ou négatifs induisant l' éloignement ou le rapprochement local relatif du miroir et de la membrane de contrôle.
De cette manière, des déformations locales importantes de la membrane de contrôle 4 ne gêneront pas 1 ' obtention de la forme parfaite du miroir.
Les circuits intégrés surfaciques reçoivent leurs instructions d ' une électronique de contrôle recevant des informations du système d'analyse du segment sagittal.
Macro et micro contrôles. Le système revendiqué dissocie une action à longue portée agissant sur la membrane de contrôle par des champs magnétiques réagissant avec le champ du solénoïde, et une action à courte distance des champs électriques inter-membranes .
Exploration de champ. (FIG 13). Ce système dual permet un mouvement important du miroir 45 telle que l'axe optique 76 du dit miroir pourra explorer une zone comprise dans un certain angle solide 77, tout en conservant la qualité de l'image au foyer fixe 78 du télescope.
Cet angle solide 77 est déterminé par les limites des actions magnétiques et électrostatiques possibles, compte tenu des caractéristiques mécaniques des membranes, de l'énergie et des tensions disponibles.
Analyseur sagittal mobile. (FIG 13). L'analyseur sagittal, ou tout autre dispositif de contrôle du miroir 45, situé au niveau du segment sagittal, se déplace, suivant l'invention, à l'intérieur d'un cercle centré sur l'axe optique 39 du télescope, tout en restant dirigé vers le point d ' intersection de la surface idéale prolongée du miroir 45 et de ce dit axe optique initial 39
Dans une nouvelle position écartée de l'axe optique initial, l'analyseur sagittal 79 donne au dispositif électronique de contrôle du miroir les informations nécessaires pour donner à la membrane miroir 45 une forme parabolique, ou toutes autres formes de moindre aberration ayant son segment sagittal déterminé par la position du dit analyseur sagittal.
Ce miroir 45 donnera sur la matrice de réception photoélectrique 80 1 ' image 81 d ' objets situés dans une direction s 'écartant de l'ancien axe optique 39 du double de l'angle dont l'axe optique du miroir 45, matérialisé par l'ananlyseur sagittal 79, s'en écarte.
Pour remédier à la baisse de la qualité des images 48 formées loin de l'axe optique, la forme du miroir 45 est optimisée par l'analyseur sagittal 79 lui-même, associé ou non à un système de contrôle au foyer 79, 78.
Montage à la Cardan. (FIG 14). Pour permettre l'orientation du miroir 4, le cylindre 82 centrant le miroir 45, éventuellement par l'intermédiaire d'un anneau moteur 83, et sa membrane 46, est orientable à l'intérieur d'un angle solide.
Dans une réalisation particulière, ce cylindre 82 est monté "à la Cardan", suivant deux diamètres 84 et 85 et des actionneurs 86 dirigent l'axe de ce cylindre vers l'analyseur sagittal.
Dans une autre réalisation (FIG 15), le cylindre de centrage 49 du miroir et de la membrane est centré sur une rotule 87. Exploration annulaire. (FIG 16). Dans une réalisation particulière, l'analyseur sagittal reste centré sur l'axe optique principal 39 du télescope.
La génératrice du miroir est modifiée progressivement en conservant au miroir sa forme de révolution.
Cette déformation est telle que l'image 81 possède un anneau de d'aberration minimum centré 88 qui s 'agrandi radialement sur la matrice de réception photoélectrique 80, comme une onde circulaire, en fonction des modifications du miroir.
Cette matrice de réception 80 est explorée en synchronisme avec son balayage par l'anneau 88 d'image de moindre aberration.
De cette manière, le champ de l'image de moindre aberration peut être considérablement agrandi.
Dans une réalisation particulière, une ou plusieurs matrices photoélectriques de réception 89 sont animées d'un mouvement circulaire ou hélicoïdal et explorent l'anneau 88 de moindre aberration, ce qui permet l'exploration d'une surface importante avec des matrices photoélectriques de faible surface. Pliage du miroir et de la membrane. (FIG 18 et 19). Le miroir 45 et la membrane de contrôle 46 sont constitués en tout ou partie par un matériaux à mémoire de forme.
Après leur fabrication, le miroir 45 et la membrane 46 sont déformés dans des conditions telles que cette déformation est conservée jusqu'à l'apparition de conditions nouvelles ramenant la forme initiale.
Les membranes sont concaves; si l'on repousse (Fig 18) le fond de la concavité, en son centre, et perpendiculairement à son plan tangent, on obtient une déformation de symétrie circulaire qui remonte dans la concavité.
L ' examen de cette ancienne surface concave montre alors un anneau concave périphérique et une surface centrale convexe.
Cette surface centrale convexe est également repoussée dans les mêmes conditions que précédemment, et l'on observe alors, un nouvel élément de surface concave centrée.
En poursuivant ces créations de surfaces alternativement concaves et convexes, on obtient une surface ressemblant a une série d'ondes circulaires centrées (FIG 19 et 20).
L'épaisseur de ce pliage peut être aussi faible que l'on veut en augmentant le nombre des ondulations.
Une fois cette déformation fixées par des conditions physiques adéquates, on peut plier l'objet quasi plan ainsi obtenu, d'abord enroulé en longueur, et la bande ainsi obtenue, ensuite enroulé en cercle.
Bobinages pour champ tournant. Pour permettre, en association avec l'anneau moteur 83 la mise en rotation du miroir, plusieurs bobinages sont situés sur le cylindre borgne 2, au niveau de l'étage miroir.
Une alimentation de ces bobines par des courants déphasés induit un champ tournant provoquant la rotation du miroir. Récipient tournant Première réalisation préférée. (FIG 16 et 17). Le bord 63 du récipient circulaire en rotation 62 est surmonté d ' un anneau 03 épousant sa forme et possédant des moyens 40, pouvant être des poignes, qui permettent de le saisir et de l ' enlever de ce bord.
La membrane 46 issue de la solidification du film 64 adhérera à l ' anneau 90 qui permettra sa manipulation.
Seconde réalisation préférée. (FIG 18) . La paroi extérieure 92 du récipient forme une surface de révolution .
La membrane 46 est continuée, par des moyens de l 'art antérieur, avec une épaisseur égale ou supérieure, sur le coté extérieur 92 du récipient , préalablement recouvert d ' une substance anti -adhérente , formant ainsi une collerette périphérique 46.3 augmentant la rigidité de cette périphérie et lui permettant de reprendre mieux et plus vite sa forme initiale.
Elle est terminée par une bande plus épaisse permettant sa manipulation .
Dans une variante, (FIG 19) , la membrane est continuée sur la paroi intérieur du récipient en une collerette 46.8 s 'élevant au dessus du liquide tournant.
Troisième réalisation préférée. (FIG 19) . Le récipient 62 possède un trou circulaire centré 93 limité par une paroi 94 retenant le liquide .
La surface externe 95 de la paroi 94 , regardant l ' axe de rotation , a la forme d ' une surface de révolution , cylindrique ou conique .
La membrane 46 est continuée, avec une épaisseur supérieure, sur la surface externe 95 , constituant une collerette annulaire centrale 46.4.
Cette collerette annulaire 46.4 possède une partie cylindrique épaisse 46.5 suivi de bandes verticales séparées 46.6 minces réunies dans un anneau terminal 46.13. (FIG 20)
Cet anneau terminal 46.13 permet la jonction physique de la membrane et d ' un cylindre 96 axé sur l 'axe optique 39.
Ces bandes verticales augmentent la souplesse du bas de la collerette 46.4.
Si la membrane doit devenir une membrane de contrôle, ces bandes verticales sont rendues conductrices 46.7 et rejoignent , par une extrémité les motifs conducteurs surfaciques de la membrane de contrôle , et par l ' autre extrémité le dispositif électronique central de contrôle par le moyen du cylindre 96. Quatrième réalisation préférée. Dans une variante, la membrane est continuée en une collerette 46.9 sur la paroi interne du récipient et s ' élève au dessus du liquide tournant.
Dans une autre variante , (FIG 41) la membrane continuée sur la paroi intérieure du récipient redescend le long de cette paroi dans l 'ouverture centrale en formant une double collerette 46.10. Centrage des membranes. (FIG 42) . Des bandes conductrices 46.8 , et des anneaux conducteurs de positionnement axial 46.12 régulièrement espacés , sont déposés sur la partie cylindrique 46.5 de la collerette 46.4 , ou de la collerette 46.10 ou 46.11 , et serviront d ' électrodes pour centrer les membranes 46 sur un cylindre vertical 96 centré sur l ' axe optique 39 du télescope 1 , et solidaire de l ' enceinte 18.
Ce cylindre vertical de diamètre inférieur à celui des collerettes , possède des électrodes 96.1 et 96.2 disposées pour permettre le contrôle de la position de la collerette 46.4 et donc de la membrane.
En particulier suivant l ' invention , des anneaux 96.1 perpendiculaires à l ' axe du cylindre auront un espacement constant, différent de l 'espacement des anneaux équivalent 46.12 de la collerette , de telle manière que l 'écart entre un certain nombre a d ' anneaux du cylindre sera égal à l 'écart entre a-1 anneaux de la collerette .
De cette manière , la collerette 46.4 pourra être déplacée le long du cylindre 96 en jouant sur les potentiels des différents anneaux .
Si la membrane doit devenir un miroir, les bandes conductrices 46.7 apporteront les charges superficielles au miroir .
Deux exemples de disposition , (FIG 43) , montrent des membranes parallèles et des membranes dos à dos
Déformation volontaire du liquide tournant. Pour obtenir une forme parabolique exacte de la membrane dans sa situation de travail , ou toutes autres formes proches de cette forme, il faut corriger la forme du liquide en rotation en tenant compte des diverses déformations possibles.
Cette correction est faite , suivant l ' invention , par des forces coulombiennes agissant sur la surface du liquide en rotation . Récipient tournant. (FIG 44) . La génératrice du fond 97 du récipient circulaire 62 contenant le liquide en rotation est préférentiellement parabolique . Première réalisation préférée. Liquide 61 conducteur. (FIG 44)
Un film intermédiaire isolant 98 est formé sur la surface du liquide 61 en rotation .
Une couche conductrice 98.1 est ensuite formée sur ce film 98.
Des charges de même signe sont apportées sur le film superficiel conducteur 98.1 et sur une électrode centrale 99 , axée sur l ' axe de rotation du liquide en rotation et au dessus de cel u i -ci .
La membrane 46 est ensuite formée sur le film conducteur 98.1.
Le film intermédiaire 98 pourra être éliminé lorsque la membrane aura été séparée du liquide principal 61.
L ' électrode 99 sera préférentiellement une pluralité d ' électrodes 99.1 , de forme annulaire , centrées sur l ' axe de rotation , de rayons tels que la conjugaison de la grandeur des différents rayons et des charges appliquées à ces électrodes entraînent une correction de forme contrôlable.
Des mesures effectuées pour différents diamètres, par des méthodes mécaniques, ou des méthodes optiques opérants au segment sagittal ou dans un plan voisin de le surface, et des mesures des champs existant au voisinage de la surface , sont effectuées pour piloter un asservissement des charges apportées aux électrodes. Seconde réalisation préférée. Liquide 61 isolant.
Le film intermédiaire 98 n ' est plus nécessaire si le liquide 64 , ou la membrane 46 sont conductrices.
Un film conducteur 98.1 est nécessaire si le liquide 64 ou la membrane 46 sont isolantes .
Les électrodes 99 et 99.1 sont remplacées ou doublées par une électrode 100 ou des électrodes 100.1 , disposées sous le récipient 62 , tournant ou non avec ce récipient 62 , et mises à des potentiels contrôlés .
L ' action de ces électrodes sera multipliée par la constante diélectrique du fond du récipient qui contient des corps ferroélectriques.
Troisième réalisation préférée. La correction de forme est faite après la fabrication de la membrane.
Une membrane 46 thermosensible conductrice est soumise en place sur le liquide 61 en rotation , après 1 ' établissement du champ correcteur, à une brève élévation de température permettant une très faible déformation.
Elle prendra la forme corrigée qu'elle conservera au refroidissement .
Quatrième réalisation préférée. Une membrane 46 non conductrice, constituée sur un film conducteur 98 sans correction de forme, est soumise, après l'établissement d'un champ correcteur, à une élévation de température lui permettant de se déformer pour épouser la nouvelle forme qu'elle conservera après retour à la température initiale. Télescope-projecteur auto-pointé. (FIG 45)
Un miroir secondaire parabolique 101, semi-transparent suivant l'invention, est disposé dans un montage de type Cassegrain.
Un laser 102 situé dans la région du sommet du miroir principal, ou en retrait, envoie son rayonnement dans un faisceau 103 ayant le même diamètre que le miroir secondaire 101.
Une partie de ce rayonnement 103.1 sera réfléchi vers le miroir principal et constituera le faisceau émis par le télescope.
La partie transmise sera concentrée, après traversée complète du système dioptrique 104 incorporant le miroir secondaire, et après avoir traversé le plan contenant la matrice photoélectrique 105 recevant l'image, et s'être réfléchi, en un faisceau 103.2, sur un miroir tertiaire parabolique 106 qui en donnera une image ponctuelle 103.3 sur le dos de cette matrice 105 de réception de l'image.
Si cette matrice est suffisamment transparente, elle sera sensible à cette image ponctuelle; sinon, une seconde matrice 105.1 sera disposée contre son dos.
Miroir secondaire. (FIG 46) Les rayons lumineux 107 en provenance de l'objet examiné 108, après avoir été réfléchis par le miroir principal 45 traverse en partie le miroir secondaire semi -réfléchissant 101, et la surface parallèle 110 du dioptre 104 supportant le miroir 101.
Dans ces circonstances, le faisceau convergent est peu déformé, particulièrement les rayons de ce faisceau formant le centre de l'image, et l'image de l'objet visé se forme sans défaut appréciable au foyer, sur la matrice de réception.
Cette matrice voit alors simultanément le point représentant le faisceau laser et l'image de l'objet examiné.
Un asservissement de direction du télescope permet alors de faire coïncider l'image de l'objet visé et le point de référence du faisceau laser, et donc de diriger le faisceau vers l'objet visé.
Centrage du faisceau laser. Si l'axe du faisceau laser initial 103 n'est pas parallèle à l'axe du miroir tertiaire, son image ponctuelle 103.3 donnée par le miroir tertiaire 106 est décalée par rapport à sa position théorique repérée sur la matrice de réception de l'image; un asservissement de l'art antérieur l'y amène. Matérialisation de l'axe optique. Les enceintes 19 et 20, ou les enceintes 18 et 19, ou seulement des éléments de ces enceintes, sont rendus parallèles par des moyens interférentiels de l'art antérieur maintenant également leur éloignement constant. Centrage sur l'axe optique. _
Première réalisation préférée. (FIG 47). Un miroir sphérique 112, éventuellement annulaire, est solidaire d'une des enceintes 19 ou 20. Ce miroir 112 est, suivant l'invention, lié au dos du miroir tertiaire 106, ou, préférentiellement, ne fait qu'un avec lui.
L'axe optique de ce* miroir définit à priori l'axe optique 39du télescope.
Le centre de courbure 112.1 de ce miroir est situé au niveau de l'autre enceinte.
Le miroir donnera d ' une source lumineuse 113 proche de son centre de courbure une image 114 sans aberretion.
Si la source est sur l'axe optique 39 du miroir 112, l'image est également sur cet axe.
Suivant l'invention, (FIG 47), la source lumineuse 113, sur l'axe optique, est l'image, donnée par un miroir plan semi-transparent 115, d'une source ponctuelle réelle 116 pré érentiellement monochromatique .
Cette source ponctuelle 116 est un trou annulaire fin, percé dans un écran opaque, et éclairé intensément.
L'image 114 est constituée d'une tache centrale entourée d'anneaux de diffraction.
Suivant l'invention, un moyen 117 de détection d'image à niveaux de gris étendus, préférentiellement une matrice photoélectrique à niveaux de gris étendus, est situé au niveau de l'image 114, et perpendiculairement à l'axe optique.
Cette matrice photoélectrique 117 peut être plane, mais, suivant l'invention, elle est sphérique et centrée sur le centre de courbure.
Elle peut également, suivant une autre réalisation, être constituée par deux ou trois barrettes 117.1 ou 117.2, centrées symétriquement sur l'axe optique.
Si, du fait de mouvements relatifs des deux enceintes, l'image 114 de la source 113 n'est plus centrée sur l'axe optique du miroir, la matrice 117 pilote le recentrement .
Pour ceci, la matrice analyse l'image 114 et détermine le centre de la tache centrale et des anneaux de diffraction.
Elle replace ensuite ce centre en son propre centre situé sur l'axe optique.
Seconde réalisation préférée. Deux ou trois dispositifs de la première réalisation, disposés symétriquement autour de l'axe optique, permet de dégager la région de cet axe optique.
Cette disposition est employée pour solidariser les enceintes 18 et 19, ou des éléments de ces enceintes.
Eclairage d'une cible hors de l'axe optique. Si l'on veut éclairer une cible hors de l'axe optique, il suffit de rendre le faisceau éclairant, sortant du miroir principal, parallèle au faisceau entrant.
Ceci est obtenu en modifiant la direction du faisceau laser 50.
L'image ponctuelle 103.3 du faisceau 103.2 sur la matrice 105.1, ou sur la matrice semi-transparente 105 du foyer, est alors exentrée. Pour amener le faisceau sur la cible, il suffit donc de placer son image ponctuelle 103.3 sur un point symétrique de l'image 108.1 de la cible 108.
Lumières parasites. L'objet observé, s'il est peu lumineux, sera classiquement repéré par deux ou trois étoiles.
De cette façon, si la lumière diffusée par le faisceau laser en traversant les différents milieux est suffisante pour faire disparaître l'objet visé, ces étoiles beaucoup plus lumineuses assureront le pointage correct. Filtre interf érentiel .
Première réalisation préférée. Suivant l'invention, (FIG 46), un filtre interférentiel 118 amovible, éventuellement de la forme d'une calotte sphérique, protège, du faisceau laser monochromatique 103, la face avant de la matrice 105 de réception de l'image.
Seconde réalisation préférée. Un filtre interférentiel, éventuellement de la forme d'une calotte sphérique, protège la matrice de réception des lumières parasites du foucaultage.
En choisissant une source de foucaultage monochromatique de même longueur d'onde que le laser d'émission, le même filtre interférentiel protégera la matrice de la lumière parasite du foucaultage et de la lumière parasite du laser d'émission. Troisième réalisation préférée. En intercalant un filtre interférentiel ne laissant passer que la longueur d'onde reçue, on peut se dispenser de filtrer la lumière parasite de foucaultage. Miroir cache. Le centre du miroir semi -réfléchissant 101, sur une surface représentant la projection sur le miroir semi-réfléchissant de la matrice 105, suivant l'axe optique, est totalement réfléchissant.
De cette manière le faisceau laser 103 n'atteindra pas la matrice 105 de réception de l'image.
Analyseur saggital. Pour chaque courbe de révolution particulière existe une relation bi-univoque entre un point 120, ou 120.1 du segment sagittal et le rayon 121 ou 121.1 d'un anneau centré de la surface de révolution.
Si l'on connaît la relation devant exister entre le rayon 121 et le point 120, on peut modifier la surface examinée pour qu'elle satisfasse à cette relation. (FIG 49 et 50)
Source lumineuse de l'analyseur sagittal. Pour éviter un défaut de révolution du miroir, la source lumineuse 122 doit être sur l'axe optique 39.1 du miroir. (FIG 47)
Elle ne peut l'être physiquement car sur cet axe se trouve la droite sagittal que l'on désire examiner.
Suivant l'invention, un miroir semi-transparent 123 forme l'image virtuelle 124 de la source 122 sur l'axe optique, à l'endroit choisi pour être le bas du segment sagittal 120.
De cette manière, cette source peut plus aisément être complexe.
Elle sera, suivant l'invention, l'image ponctuelle d'un faisceau laser monochromatique 125 donnée par le miroir semi transparent 123.
Saisie de l'image. (FIG 48). Dès que le miroir 45 est raidi par les charges électriques et par sa rotation, il donne une tache image 126 de la source 72 de l'analyseur sagittal, centrée sur son axe optique 39.1.
Cette image 126 peut être très éloignée de l'axe optique 39 théorique du télescope, et donc très éloignée de l'analyseur sagittal.
Ecran auxiliaire. Suivant l'invention, un écran auxiliaire de grande dimension 127 , perpendiculaire à 1 ' axe optique 39 est situé au delà de l'analyseur sagittal (FIG 48), ou en deçà, mais alors percé d'une ouverture centrale de la dimension de l'analyseur sagittal.
L ' image non ponctuelle 126 de la source 124 de foucaultage se forme sur cet écran 127.
Une caméra électronique examine cet écran et saisit l'image 126 de la source 124.
Le dispositif électronique de contrôle du miroir 45 amène cette image au centre de l'écran 127, où se trouve l'analyseur sagittal.
Cet analyseur sagittal centre l'image 126 sur son propre centre calé sur l'axe optique 39 désiré.
Principe du contrôle. Cet analyseur sagittal est constitué, (FIG 50), suivant l'invention, par une matrice photoélectrique 128 d'examen du miroir 45 et un écran 129 d'exploration du segment sagittal 119.
Cet écran opaque 129 perpendiculaire à l'axe optique 39, et percé d'un trou 131 centré sur cet axe en un point particulier 120 du segment sagittal 119, intercepte les nappes coniques qui ne passent pas par ce point 120, et ne laisse passer que la nappe conique passant par ce point 120 du segment sagittal.
Cette nappe conique s'appuie sur un anneau de rayon 121 du miroir 4, et trace un anneau de rayon 130 sur la matrice photo électrique 128.
Le rayon 130 de cet anneau est proportionnel au rayon 121 de l'anneau correspondant du miroir 45 examiné.
Lorsque le trou 131 explore le segment sagittal 119, l'anneau de rayon 130 parcourt la matrice 128.
On peut établir une correspondance particulière entre les points 120 du segment sagittal et les rayons 121 des anneaux correspondants.
Matrice d'examen de l'image.
Première réalisation préférée. Suivant l'invention, une matrice photoélectrique 128, à niveaux de gris étendus, perpendiculaire à l'axe optique 39 et centrée sur cet axe, est placée à quelque distance du segment sagittal 119, en s 'éloignant du miroir.
Suivant l'invention, cette matrice photoconductrice est une calotte sphérique centrée sur le milieu du segment sagittal. Seconde réalisation préférée. Suivant l'invention, cette matrice peut être réduite à une pluralité de segments matriciels centrés sur l'axe optique 39 et régulièrement distribués autour de cet axe.
Ecran de l'analyseur sagittal.
Première réalisation préférée. (FIG 50). L'écran 129 est, selon l'invention, une matrice photoélectrique dont le pixel central est remplacé par un trou 131.
Cette matrice 129 est animée d'un mouvement parallèle à l'axe optique 39 permettant au trou 131 d ' explorer le segment sagittal 119 voulu.
L'avantage d'une matrice photoélectrique par rapport à un écran inactif est que cette matrice peut centrer la tache-image 126 sur sa surface active au début du contrôle du miroir 57, et la recentrer après un incident de f onctionneemnt . Seconde réalisation préférée. (FIG 51). L'écran mobile 129 est remplacé par un empilement de cellules polarisantes 129.1, en particulier à cristaux liquides, ayant une partie centrale inactive 131.1. _
Ces cellules peuvent simuler un écran plan percé d'un trou 131 situé sur l'axe optique 39 et se déplaçant perpendiculairement à son plan.
Dans une réalisation particulière, le polariseur est unique, et les écrans polarisants sont des analyseurs croisés. Troisième réalisation préférée. La partie centrale du miroir 45 n'est pas utilisée.
La matrice 128 d'examen du miroir a une ouverture centrale par laquelle passe un cylindre 132 à l'extrémité duquel se trouve une matrice photoélectrique 133 centrée sur l'axe optique 39
Ce cylindre est mobile le long de l'axe optique et peut donc explorer le segment sagittal 119.
Lorsque la tache-image 126 est amenée sur la matrice 128, celle ci la centre sur cette matrice qui à son tour centre le segment sagittal.
Rotation indépendante des membranes. Les membranes, suivant l'invention, ont un mouvement de rotation indépendant de celui du télescope. Cette rotation est assurée, suivant l'invention, par la rotation du cylindre 96.
Télescope terrestre. (FIG 54)
Il possède les trois étages 4, 5 et 6, les enceintes 18, 19 et 20, l'analyseur sagittal, le miroir membraneux et le laser d 'émission.
Les trois enceintes sont également solidarisées optiquement.
Le châssis est celui de la première réalisation préférée, avec 4 ou 6 tubes 41.
Les systèmes compensateur des mouvements atmosphériques de l'art antérieur coopèrent avec l'analyseur sagittal pour donner la meilleure image possible.
Pour mettre le miroir à l'abri des mouvements de l'air, existe à l'intérieur du châssis une gaine cylindrique étanche 134 de diamètre légèrement supérieur à celui du miroir, pouvant être mise en surpression (FIG 54).
Cette gaine est constituée de matériaux insonorisants, principalement une alternance de matériaux de structures et de densités différentes.
Cette gaine est fermée vers le haut, perpendiculairement à l'axe optique, par une membrane 135 transparente.
Cette membrane est fixée sur un anneau rigide 136 situé à l'extrémité supérieure de la gaine
Elle est disposée juste au dessous de l'étage 5 contenant le foyer. ïlne collerette 137, poursuivant la gaine sur une certaine hauteur met cette membrane à l'abri des lumières parasites.
Une surpression est crée à l'intérieur de la gaine, et la membrane 135 prend une forme convexe vers l'extérieur.
Cette gaine est liée à un système mécanique d'orientation, non représenté, indépendant du système orientant le miroir, de manière à ce que les coups de vents, exerçant une action considérables sur sa grande surface , ne puissent avoir une incidence sur le miroir ou le châssis.
Miroir flottant. Suivant l ' invention, le miroir membraneux 45 est parabolique et flottant ou semi flottant.
Il possède une collerette 46.3 qui vient recouvrir, en laissant un petit espace, un support rigide circulaire 138 recevant la membrane de contrôle 46 du télescope astronomique.
Il possède également une collerette 46.4 pénétrant dans un trou central 139 du support rigide circulaire 138.
Ces collerettes permettent le centrage du milieu et de la périphérie du miroir flottant et sa liaison centrale électrique. Support rigide circulaire. (FIG 55 et 56)
Première réalisation préférée. Le support rigide circulaire possède des électrodes surfaciques 46.1 qui permettent le contrôle de la forme du miroir sous la direction de l ' analyseur sagittal de 1 ' enceinte 20.
Ce support rigide circulaire supporte (FIG 55) , suivant l ' invention, une membrane parabolique 46 légèrement tendue par une faible dépression , pour ne pas déformer sa forme parabolique i n itiale .
Des couvercles annulaires actifs 139 et 140 , possédant des motifs surfaciques 46.1 en regard du miroir 45 , aident au contrôle périphérique et central de ce miroir.
Seconde réalisation préférée . Ce support rigide circulaire , (FIG 56) , a une surface concave parabolique sur laquelle se trouvent les motifs surfaciques 46.1 agissant sur le miroir 45.
Pour augmenter l ' efficacité de ce contrôle , une couche ferroélectrique existe en surface .
Télescope satellisable à étage miroir séparable. (FIG 52 et 53) Dans une réalisation particulière, le télescope 1 est constitué de deux éléments séparés réunis dans l 'espace après l ' installation du miroir et de la membrane de contrôle dans l 'étage miroir 4. L ' enveloppe 2 et la gaine 3 sont constitués chacun de deux éléments séparés associables a) l 'élément haut cylindrique ouvert comprenant l ' étage foyer 5 et l 'étage 6 du centre de courbure, b) l 'élément bas cylindrique borgne comprenant l 'étage miroir 4. Un dispositif de liaison assure la réunion des deux éléments. Des tubes intégrés gonflables circulaires 8 , et des anneaux de liaison 10 enveloppe-gaine assurent la forme circulaire du bas de l ' élément haut , et du haut de l ' élément bas .

Claims

REVENDICATIONS
1- Télescope satellisable comprenant : a) un premier étage contenant un miroir membraneux et des dispositifs de contrôle et de protection de ce miroir , b) un second étage situé au foyer du miroir et contenant des moyens d 'observation de l ' image. c) un troisième étage situé au centre de courbure du miroir et contenant des moyens de reconnaissance de la forme du miroir, d) un dispositif accessoire d 'éclairage permettant d 'éclairer un objet observé par le système optique, e ) un moyen solidarisant les trois étages et le dispositif accessoire d ' éclairage , caractérisé en ce que : f) le miroir et son dispositif de contrôle sont constitués de membranes concentriques , libres à leurs périphéries et solidarisées par leurs régions centrales, directement ou par un intermédiaire , g) les membranes , ou seulement la membrane de contrôle, comportent des motifs surfaciques , conducteurs , isolants et semi-conducteurs, séparés, contigus ou superposés, constituant des circuits électroniques intégrés , et des électrodes surfaciques ayant en particulier la forme de spires. h) la membrane miroir et la membrane de contrôle ont des formes naturelles paraboloïdales ou approchées
2- Télescope selon la revendication 1 caractérisé en ce que un bobinage axé sur l 'axe optique du télescope entoure le moyen de solidarisation des trois étages au niveau de l 'étage miroir, et/ou un bobinage ou un aimant axés sur le dit axe optique sont liés à l ' enceinte de l 'étage miroir du dit télescope .
3- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les trois étages sont solidarisés par un cylindre borgne (2) rigidifié par des tubes mis sous pression et par polymérisation d ' une résine imprégnant le cylindre borgne et les tubes.
4- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le cylindre borgne (2) solidarisant les trois étages du télescope est placé dans une gaine de protection (3) .
5- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le cylindre borgne (2) et la gaine de protection (3) sont plies d ' abord par invagination télescopique, puis par pliage rayonnant et enroulement des rayons.
6- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que des tubes fermés associés par des liens à la gaine (3) ou au cylindre borgne (2 ) du télescope ( 1 ) sont plies par invagination télescopique en même temps que le cylindre (2) ou la gaine (3) , et possèdent des orifices par lesquels peut être introduit un gaz sous pression provoquant leur extension.
7- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le cylindre borgne (2) du télescope (1) et la gaine de protection (3) sont légèrement tronconiques, ou bi-tronconiques.
8- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que des solénoïdes disposés symétriquement autour de l 'axe du télescope (1 ) sont fixés sur le cylindre borgne (2) au niveau de l ' étage miroir .
9- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de pliage intérieurs et extérieurs rayonnants sont constitués d ' éléments linéaires verticaux associés par paires, mobiles verticalement d ' une position permanente haute à une position permanente basse, et solidaires de moyens de déplacement radiaux , se déplaçant continuement, d ' une position éloignée du centre à une position proche du centre.
10- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le moyen de contrôle du miroir , situé à l ' étage de contrôle , définissant l 'axe optique du miroir , se déplace à l ' intérieur d ' un cercle centré sur 1 ' axe du télescope , et perpendiculaire à cet axe.
11- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de centrage du miroir et de sa membrane de contrôle sont montés sur un cardan ou une rotule, et munis d 'actionneurs.
12- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le moyen de contrôle du miroir déforme continuement la génératrice du miroir, en conservant au miroir sa forme de révolution , de telle manière qu ' il existe à chaque instant un cercle d ' aberration minimum centré sur l ' axe optique et se déplaçant de l ' axe optique vers l ' extérieur, et inversement .
13- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que une ou plusieurs matrices photoélectriques explorent le cercle de moindre aberration .
14- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le miroir et sa membrane de contrôle sont constitués en tout ou partie par un matériau à mémoire de forme.
15- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le miroir et la membrane, concaves, sont rendues quasi plans par une succession de déformations centrées , alternativement concaves et convexes.
16- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le moyen solidarisant les trois étages est un châssis tripode pyramidal dont la base triangulaire est contenue dans un cercle nettement plus petit que le miroir .
17- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le châssis est constitué de tubes souples ayant une structure annulaire complexe comprenant de l 'extérieur vers l ' intérieur : a) une couche textile absorbant le rayonnement solaire , b) une couche isolante , c ) une couche textile de fibres imprégnées d ' une résine polymérisant à chaud ou sous l ' effet d ' un gaz, d) un enduit réactif exothermique sous l ' effet d ' un gaz.
18- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les membranes constituant le miroir , la membrane de contrôle et les membranes de protection sont obtenues à partir de corps déposés sur un liquide contenu dans un récipient cylindrique vertical en rotation autour de son axe, et sur les parois du dit récipient.
19- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les membranes ont des collerettes périphériques et ou centrales et formées sur les parois du récipient.
20- Télescope selon les revendications 1 et 6 , caractérisé en ce que des électrodes centrées sur l ' axe de rotation du récipient créent un champ électrique déformant la forme de la surface du liquide en rotation .
21- Télescope selon les revendications 1 et 6 , caractérisé en ce que le fond du récipient contient des corps ferroélectriques. 22- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le système accessoire d 'éclairage est situé sur l ' axe du système optique, au niveau de l 'étage miroir.
23- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que un miroir parabolique convexe semi -transparent axé sur l 'axe optique du miroir principal , dont la convexité est dirigé vers ce miroir principal , a son foyer virtuel confondu avec le foyer réel du miroir principal .
24- Télescope selon les revendications 1 et 23 , caractérisé en ce que ce miroir est constitué d ' un dioptre à faces parallèles paraboliques sur la face convexe duquel est un dépôt semi -refléchissant .
25- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que un miroir tertiaire parabolique , axé sur l ' axe optique du miroir principal , dont la concavité est tournée vers ce miroir principal , a son foyer confondu avec celui du dit miroir principal , ou très légèrement plus éloigné de ce miroir principal .
26- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le moyen de réception de 1 ' image donnée par le miroir principal est une matrice photoélectrique transparente ou semi transparente susceptible de percevoir un signal lumineux arrivant sur son dos.
27- Télescope selon les revendications 1 et 26 , caractérisé en ce que une seconde matrice photoélectrique est placée au dos de la première dans le cas ou celle-ci est opaque.
28- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce un miroir concave sphérique, est lié à une des enceintes, et que le centre de courbure de ce miroir se trouve dans l 'autre enceinte.
29- Télescope selon les revendications 1 et 28 , caractérisé en ce que il existe deux ou une pluralité de miroirs de la revendication 29 , symétriquement disposée autour de l 'axe optique du système optique satellisable (1 ) .
30- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que un filtre coupe bande protège, du faisceau laser ayant traversé le miroir secondaire semi -transparent , la matrice photoélectrique de réception de l ' image.
31- Télescope selon les revendications 1 et 23 , caractérisé en ce que le centre du miroir secondaire est totalement réfléchissant sur une surface qui est la projection de la surface de la matrice photoélectrique de réception de l ' image sur la surface du miroir.
32- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que un écran circulaire de grande taille , perpendiculaire à l 'axe optique du système optique satellisable, centré sur cet axe, est placé au delà d ' un l ' analyseur sagittal ou en deçà , et dans ce cas percé d ' une ouverture annulaire de la taille du dit analyseur sagittal .
33- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que une matrice photoélectrique , préférentiellement une calotte sphérique concave, est placée un peu au delà du segment sagittal théorique du miroir principal , centrée sur l ' axe optique théorique du système optique satellisable , sa concavité tournée vers le segment sagittal , et son centre de courbure préférentiellement au milieu du segment sagittal .
34_ Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que un écran opaque perpendiculaire à l ' axe optique du système optique satellisable , d ' une taille légèrement supérieure au diamètre de la matrice photoélectrique, percé d ' un trou central situé sur cet axe optique , est situé à hauteur du segment sagittal et peut se déplacer parallèlement à l ' axe optique de telle sorte que le trou central parcourt le segment sagittal .
35- Télescope selon les revendications 1 et 28 , caractérisé en ce que la face de l ' écran tournée vers le miroir principal est recouverte d ' une matrice photoélectrique.
36- Télescope selon les revendications 1 et 28 , caractérisé en ce que l ' écran mobile est remplacé par une pluralité de cellules polarisantes superposées, au centre de chacune desquelles existe une zone inactive , ces cellules étant successivement activées de manière à simuler le déplacement de l 'écran .
37- Télescope selon les revendications 1 et 25 caractérisé en ce que la matrice sphérique est percée d ' un trou central dans lequel est placé un cylindre axé sur l 'axe optique et mobile suivant cet axe , ne touchant pas ce trou central , et ayant à son extrémité tournée vers le segment sagittal une matrice photoélectrique.
38- Télescope selon la revendication 1 caractérisé en ce que , dans le cas d ' un châssis tubulaire ouvert , des membranes paraboliques de protection , constituées de fibres imprégnées de résine, ayant des collerettes périphériques dépassant les collerettes de la membrane de contrôle et du miroir , sont situées derrière la membrane de contrôle.
39- Télescope selon la revendication 1 caractérisé en ce que le miroir du télescope terrestre est libre à sa périphérie et électriquement relié à un support rigide par sa collerette centrale .
40- Télescope selon les revendications 1 et 41 caractérisé en ce que la membrane parabolique de contrôle est appliquée sur la surface du support rigide , ou constitue la couche superficielle de ce support rigide.
41- Télescope selon les revendications 1 et 41 caractérisé en ce que des couvercles annulaires comportant des motifs surfaciques intérieurs en liaison électrique avec le support rigide , sont posés sur le dit support rigide en son centre et à sa périphérie et recouvrent la périphérie et le centre du miroir.
42- Télescope selon les revendications 1 et 41 caractérisé en ce que une gaine cylindrique, constituée de matériaux insonorisants , fermée à son extrémité supérieure par une membrane optique située entre le miroir et l 'enceinte est mise sous pression de manière à tendre la membrane optique qui la ferme .
43- Télescope selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l ' enveloppe (2) et la gaine (3) sont constitués de deux éléments séparés, l ' élément haut cylindrique ouvert comprenant l ' étage foyer et l 'étage centre de courbure , et l ' élément bas cylindrique borgne comprenant l ' étage miroir.
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