谢谢 @袁霖 邀请!

@曹粲的故事不错,涨姿势了,但对为什么六边形最常见解释的让我不太满意。各个镜子并不是一个形状的,不然拼不成一个曲面,中间会有缝,这个缝很影响成像结果。实际情况是把18面小镜子分成了三组(内层6个一组,外层6个顶点一组,外层6个边一组),分别制造。另外,三角形或正方形会增加碎片量,这个说法也不太合适,三角形也有大三角形和小三角形啊,不能说三角形面积就一定是六边形的六分之一吧。如果有面积跟六边形差不多的三角形或者正方形碎片,为什么不行呢?

采用六边形,原因主要有三个(James Webb Space Telescope项目里工作人员的解释Why does the James Webb Space Telescope use hexagonal mirrors? Why not squares? : space,lovelyrita_mm的答案):

第一,六边形拼接在弯成曲面时产生的缝隙最小(high filling factor)。虽然各个碎片本身是按能拼成大曲面来设计的,但还是要微调的,调一次能管几天。有微调就意味着各个碎片之间会有缝隙产生,而这个缝隙是影响成像结果的。六边形拼接在微调时产生的缝隙最小,成像效果也最好。

第二,六边形对称性好。对于中间空心,外面拼两层形成一个大曲面的情况,六边形需要三种不同的碎片,四边形需要五种不同的碎片,三角形不太好定义怎么算拼两层,但碎片种类肯定更多。碎片种类越多,意味着制造时需要的模具越多,也就越贵。

第三,六边形拼成的大正六边形最接近圆形,有最好的聚焦效果。别的形状衍射效应比六边形镜子强,聚焦效果不如六边形好。

其实四边形和六边形容易比较,三角形和六边形的比较则容易把人弄糊涂,因为三角形其实也能拼成六边形。但换个角度想就明白了,如果三角形要做成小块而且得拼成六边形才好用,那为什么不直接以大块的六边形为单元呢?

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:W先生

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