Nó phức tạp lắm.
Cho đến cuối thế kỷ 20, chúng ta đã cố gắng chế tạo các kính thiên văn nguyên khối lớn hơn và lớn hơn. Điều đó đã làm việc khá tốt lên đến gương parabol 5 mét trên núi Palomar ở California vào những năm 1940. Nó hoạt động tốt, nhưng chỉ vừa đủ, đối với chiếc gương 6 mét trên vùng Kavkaz ở Nga vào những năm 1970. Nó đã làm việc, nhưng đó là một thành tựu lớn, cho chiếc gương đôi 8.4 mét cho LBT ở Arizona vào những năm 2000.
Cuối cùng chúng ta đã học được rằng con đường để đi không phải bằng cách đổ những tấm kính lớn hơn và lớn hơn. Người ta thường chấp nhận rằng một nơi nào đó có đường kính dưới 10 mét là lớn nhất có thể đối với gương nguyên khối.
Cách để đi là bằng cách chọn tạo các đoạn gương nhỏ hơn (đường kính từ 1 mét đến vài mét) và kết hợp chúng thành một tấm gương. Việc khắc hình parabol không đối xứng (hoặc hyperbolic, hoặc elip hoặc hình cầu) hơi khó đối với bề mặt cong trong một phân đoạn như vậy, nhưng việc quản lý các vấn đề nhiệt và làm mát nhỏ hơn khi bạn phải đối phó với các vật thể rắn nhỏ hơn sẽ dễ dàng hơn nhiều.
Mỗi phân đoạn được gắn trong một tế bào gương hoạt động, với bộ truyền động Piezo điều khiển rất chính xác vị trí của nó. Tất cả các phân đoạn phải kết hợp thành một bề mặt nhẵn duy nhất với độ chính xác tốt hơn 100 micron (tốt hơn nhiều so với thực tế). Vì vậy, bây giờ bạn có một mảng lớn các vật thể lớn, được điều khiển động qua máy tính, mỗi chế độ rung riêng, mỗi chế độ có tiếng ồn cơ học riêng, mỗi loại có chuyển động giãn nở nhiệt riêng, tất cả đều "nhảy" lên và xuống vài micron trên các yếu tố piezo.
Có thể bố trí một hệ thống rất lớn như vậy không? Đúng. OWL 100 mét được coi là khả thi về mặt kỹ thuật. Từ quan điểm giữ cho các gương thẳng hàng, một cấu trúc thậm chí lớn hơn nên được thực hiện; các bộ truyền động điều khiển bằng máy tính sẽ vượt qua hầu hết các rung động và dịch chuyển đến khoảng cách khá lớn.
Giống như bạn đã nói, giới hạn thực sự là tài chính. Độ phức tạp của một hệ thống như vậy tăng theo bình phương đường kính, và với sự phức tạp đi kèm với chi phí.
Toàn bộ cuộc thảo luận ở trên là về các kính thiên văn "khẩu độ đầy": với hình dạng tròn có đường kính nhất định, nó chứa đầy các phân đoạn gương. Đối với một khẩu độ nhất định, thiết kế này thu được lượng ánh sáng lớn nhất.
Nhưng khẩu độ không cần phải điền. Nó có thể chủ yếu là trống rỗng. Bạn có thể có một vài phân đoạn phản chiếu ở ngoại vi và trung tâm sẽ gần như trống rỗng. Bạn sẽ có cùng khả năng phân giải (bạn sẽ thấy các chi tiết nhỏ giống nhau), chỉ là độ sáng của hình ảnh sẽ giảm, vì bạn thu được tổng lượng ánh sáng ít hơn.
Đây là nguyên lý của giao thoa kế. Các gương Keck đôi phân đoạn 10 mét ở Hawaii có thể hoạt động như một giao thoa kế với đường cơ sở là 85 mét. Điều này có hiệu quả tương đương với khẩu độ 85 mét duy nhất về khả năng phân giải, nhưng rõ ràng không phải là về độ sáng của hình ảnh (lượng ánh sáng thu được).
Hải quân Hoa Kỳ có một giao thoa kế ở Arizona với gương được đặt trên 3 cánh tay theo hình chữ Y, mỗi cánh tay dài 250 mét. Điều đó mang lại cho thiết bị một đường cơ sở (khẩu độ tương đương) vài trăm mét.
U of Sydney có giao thoa kế đường cơ sở 640 mét trên sa mạc Úc.
Giao thoa kế không thể được sử dụng để nghiên cứu các vật thể rất mờ, vì chúng không thể thu đủ ánh sáng. Nhưng chúng có thể tạo ra dữ liệu độ phân giải rất cao từ các vật thể sáng - ví dụ: chúng được sử dụng để đo đường kính của các ngôi sao, chẳng hạn như Betelgeuse.
Đường cơ sở của giao thoa kế có thể được thực hiện cực kỳ lớn. Đối với các công cụ trên mặt đất, một đường cơ sở rộng hàng km là rất khả thi bây giờ. Lớn hơn sẽ có thể làm được trong tương lai.
Có những cuộc nói chuyện về việc xây dựng giao thoa kế ngoài vũ trụ, trên quỹ đạo quanh Trái đất hoặc thậm chí lớn hơn. Điều đó sẽ cung cấp một đường cơ sở ít nhất trong hàng ngàn km. Điều đó không thể thực hiện được bây giờ, nhưng có vẻ khả thi trong tương lai.