佛光大學歷史學系系友會

就在歐美各國的天文學家忙著設計未來的巨型望遠鏡時，他們不得不面對一個很重要的問題：地球上還剩下什麼地方可以架設這種龐然大物？中國大陸也正計畫在20年內建造一座口徑數十米的大型光學天文台，為了找出最佳的台址，大陸的國家天文台自2003年起，對大陸西部的西藏與新疆展開了長期的規劃與探勘，並廣邀各國專家參與選址。

全球的天文學家在轉遍地球儀後，開始對中國大陸西部這塊鮮少開發之地充滿興趣。孫維新教授長期參與這個選址計畫，《科學人》特地請他來談談建造天文台時選址的過程與其中的科學。

問：中國科學院國家天文台為了在西藏、新疆等地尋找適合的天文台址，在2004年7月於西藏首府拉薩市舉辦一場「中國西部天文選址國際研討會」，您與台灣的多位天文學家也都出席了。「中國西部天文台」是一個什麼樣的計畫？

答：中國大陸為了推動地面光學天文學的發展，計畫在西部建設一座大型的天文望遠鏡。這項天文選址計畫從2003年開始，計畫主持人是中國科學院國家天文台選址組（簡稱「國台選址組」）的姚永強博士，他們希望在西藏和新疆一帶，尋覓一個合適的台址，並在10年之內興建一個直徑30米上下的大型望遠鏡；後期甚至可能蓋一個100米口徑的巨型望遠鏡。

選址組至今已經物色了幾個候選點，集中在新疆、西藏和青海一帶，他們會先在這些候選點上擺放量測設備，做恆星影像的長期監測。所謂的量測設備，是大約10~20公分口徑的小望遠鏡，用來監測星體影像的變化，研究當地的氣流是否穩定。這種量測需要很長的時間，因為一個地點一年四季的溫度與氣壓都不一樣，一般大概需要2~3年，大型天文台的台址候選點甚至需要花上5~8年的監測時間。

經過長期監測，天文學家會得出一個初步結論，例如某兩個地點不錯，就會在這兩個地點架設比較正式的專業設備，也就是1~2米的望遠鏡，對這兩個點繼續進行監測，同時也進行科學研究，最終找出最好的一個。中國大陸計畫在五年之後，也就是2008年會有個最終結論，決定在何處架設這個口徑30米左右的大型望遠鏡。當然這個計畫需要先「立項」，大陸科學工作者所稱的「立項」，就是「確定要發展這個重點項目」，一旦「立」了「項」，這個計畫就獲得了保障，這對大陸的科學工作者來講是非常重要的。

西藏優勢：多晴夜、高海拔、低緯度

問：通常在選擇天文台的地點時，需要考慮些什麼條件？為什麼中國要在「西部」進行選址？

答：興建一座專業天文台有幾個要求，首先是晴夜數要多，可以進行觀測的時間也就多，望遠鏡的使用效率自然較高。第二是「視相」（seeing）良好。視相是指大氣擾動造成的星點大小，擾動得越厲害的地點，星點會越大也越模糊；大氣穩定，才看得清楚星體的細部結構。第三是海拔高，海拔高的好處是大氣透明度佳，如果空氣很乾淨很透明的話，外太空來的光可以長驅直入，不會被吸收得太厲害。

另外的兩個要求，則是低水氣與低夜空亮度。大氣中的水氣會吸收紅外線，不利於在這個波段觀測，所以天文學家會希望大氣中的水氣越低越好。在高海拔的地方，多半時候氣溫都很低，大氣中的水氣大多已凝結在地上了。此外由於大氣層本身有溫度，也就會有光學輻射，這就是所謂的夜空亮度 。當然，天文台址也要求沒有光害、沒有空氣污染，這些都是基本條件。

根據「國台選址組」的統計，西藏西部地區的晴夜數大於65%，夜空亮度極低，降雨量也非常稀少，就天氣而言，是很適合設置天文台的地點。以藏南縱谷地區為例，北邊是岡底斯山，南邊是喜馬拉雅山，這個地區非常乾燥，長期的衛星雲圖疊在一起，顯示出這裡竟然好幾年沒有下過雨！因為北邊下來的氣流在接近這裡之前就轉而向東，南邊印度洋上來的氣流遇到喜馬拉雅山也同樣沒輒。印度就選擇了在中印邊界（實際上是「中印未定界」）的漢來（Hanle），設置了一架2.2米的望遠鏡。

另有一點要注意的，就是現在的幾個全球大型天文台的緯度都不高。例如美國的凱克（KECK）雙望遠鏡架在夏威夷的凱亞山（Mauna Kea，或譯茂納開亞）上，歐洲南方天文台（ESO）的幾個主要望遠鏡，是在智利的帕拉拿（Paranal）、拉西亞（La Silla）和北非的加納利群島上，還有就是印度漢來的天文台。因為在接近赤道的地區設站，同時可以看到南北半球的天空；如果天文台設在南北極，就只能看到一半的天空了。西藏可說是北半球最後一個適合蓋大型光學天文台的地點，平均海拔在4500公尺以上，乾燥無光害，緯度也非常理想。

交通與通訊的兩大障礙

問：2004年拉薩的那場國際研討會，與會的國家來自全球，這是否暗示「中國西部天文台」會是一個國際合作的大型計畫？

答：大陸目前製作先進望遠鏡的水準還有待加強，所以會尋求其他各國共同合作。我們在研討會上看到日本人、韓國人、法國人、美國人等，每個國家的經濟實力不同，能投入的資金多寡也不一。大陸的這個計畫主要是國家天文台內部的天文選址計畫，現在雖向國際招手，但還停留在研討會的階段，邀請各國來參加會議並提供建議，這些國家最終是不是會「簽約」加入，現在還言之過早。

天文研究走國際合作的路線，主要來自兩項需求，一個是經費的分攤，一個是經驗的分享。要建立大型且精密的天文研究設備，天文學家會希望能有先進國家在團隊中帶領前進，後繼者才不至於犯同樣的錯。但是多國合作也有一個缺點，就是這種大型計畫讓人很難掌握它的後續發展，要是有一、兩個國家突然因為經費不足而退出，整個計畫就可能因此停擺。

問：西藏一般給人們的印象是經濟落後、缺乏現代化設備，這對於在西藏建造天文台會不會造成什麼困難呢？

答：交通是西藏的主要障礙，西藏的候選地點是「物瑪」，離藏南縱谷中的小城「改則」不遠，海拔5000公尺左右。通往物瑪的路況極差，從拉薩出發，光開車就要兩、三天，還必須頻換輪胎，因為當地根本沒有現代公路可言。

西藏除了本身交通的問題，通訊更是糟糕，許多地區沒有電話、網路，更沒有手機。然而現在的天文觀測過程中，通訊是非常重要的一環，過去幾年我們在台灣所推動的一個概念，就是「遠距天文觀測」，無論研究、教學或推廣，「遠距天文觀測」是非常省時省力而且有效率的做法。其實不只我們這麼做，遠距觀測這個潮流早已在全世界科研和教學的層面廣泛展開。就崇山峻嶺的西藏高原台址而言，我們希望可以使用衛星通訊來解決遠距觀測的問題。

不過在拉薩那次會議後，國台選址組在新疆帕米爾高原上找到了一個叫「卡拉蘇山口」的地方，接近邊界城鎮塔什庫爾干。卡拉蘇的海拔4500公尺，觀測條件也十分良好。大陸的工作同仁很喜歡卡拉蘇，因為交通方便。從北京搭飛機到烏魯木齊約三小時，在烏魯木齊轉機飛一個半小時到喀什，再從喀什搭車，三、四個小時就可以到塔什庫爾干，總共只要一天的時間。（不過，這麼快從平地到4500米的高原，人體的適應會是一個問題。）今年5月中，國台選址組已在卡拉蘇安裝了兩部直徑25公分的望遠鏡，開始進行大氣寧靜度的調查。

透過衛星建立遠距遙控

問：幾年前您曾經在墾丁發表過「遠距天文觀測」的研究成果，西藏天文台也可能發展出遠距遙控嗎？

答：由於網際網路無遠弗屆，現在的觀測已不再像早年的天文學家一樣，在野外架起小望遠鏡、裹著衣服守在旁邊，辛苦地做追蹤控制。現在的專業望遠鏡都置放於觀測圓頂裡，等到一切都調校好了，就回到圓頂旁邊的控制室裡，操控望遠鏡對著星空做觀測。在控制室裡有暖氣有咖啡，只要透過電腦就可以控制隔壁的望遠鏡。既然可以透過網路來控制望遠鏡，那麼觀測者待在隔壁的房間，和待在隔壁的國家，其實是沒有差別的。歐洲的南方天文台幾個主要的望遠鏡設置在智利和加納利群島上，但歐洲人很少跑那麼遠去做觀測，他們就是使用遠距遙控。中央大學設在鹿林山天文台的幾個望遠鏡，也都可以從中央大學直接遙控。

若要到西藏或新疆蓋天文台，遠距觀測的方法更是必要，因為那個地方並不適合長期居住工作！利用通訊衛星，就可以做資料上下鏈來傳遞影像和控制指令，就像一般的網路通訊一樣。印度漢來天文台也是用通訊衛星，因為偏遠的地方沒辦法拉網路線過去。如果我們現在加入新疆和西藏的選址計畫，提供衛星通訊的資源，就可以幫助西藏候選點建立遠距遙控的能力；我們自己也可在當地架設小型研究和教學用望遠鏡，然後在台灣藉由衛星通訊進行操作觀測，這樣一來很快就會有前沿的科學成果產生。我相信這樣的合作會是積極互惠的。

問：您對於這項計畫興趣濃厚也已經積極參與，目前已經有什麼具體的進展了嗎？

答：中國西部天文台的選址過程是一個至少10年的計畫，但我們不想耗上10年，等他們慢慢架設大型望遠鏡。其實他們在早期找尋的好幾個地點，觀測條件就已經比地球上目前其他的主要天文台要好得多，所以我們想趕快放一個小望遠鏡，開始做科研及教學觀測。

目前，國台選址組已在新疆卡拉蘇根據我們提供的設計圖，搭建觀測室、控制室，和生活設施等。我們準備把一個叫做「星際物質巡天」的小望遠鏡擺上去，這部望遠鏡正在台灣進行儀器組裝。卡拉蘇候選點不在衛星涵蓋範圍之內，但因為離邊界哨站不遠，有現成的網路。我希望今年夏秋之間就可以將我們的設備運抵卡拉蘇，接上網路，試著從中央大學直接操控。

國台選址組因為任務需求，所架設的量測儀器主要目的在測量當地觀測環境是否良好，並不會對特定的天體進行研究觀測，所以不會獲得先進的天文物理科研成果。他們很歡迎我們提供有特色的小型科研儀器，利用當地的觀測環境和網路設施一同工作，讓這幾年的台址探勘過程中能不斷有科學成果發表，大家共享，這將是一件一舉兩得的事情。

問：「星際物質巡天」是一部什麼樣的望遠鏡？

答：「星際物質巡天」是三波段的巡天小型望遠鏡，叫Lu-lin Emission Line Imaging Survey，簡稱LELIS。LELIS原來在鹿林天文台進行測試及校正，等這些工作完成後，我們會把它擺到新疆去，同時將L改成X（代表Xingjiang），變成XELIS。「星際物質巡天」使用的設備是三個短焦、廣視野的望遠鏡，可觀察延展很寬的天體，比如超新星爆炸的遺骸，或是長長的星際雲氣。如果再加上不同的濾鏡，就可以探索特定的天體性質。

問：繼「星際物質巡天」之後，中央大學也預定在西藏擺放望遠鏡嗎？

答：當然，因為海拔5000公尺高的物瑪，能提供更乾燥的環境，最適合進行紅外線觀測，就特定領域的科研項目而言，那才是真正能夠好好發揮的地方。國台選址組的規劃是新疆和西藏齊頭並進，西藏物瑪的地點也已確定，我們正積極為該地規劃衛星接收環境。我們希望能架設一個四通道、波長範圍涵蓋可見光到紅外線的觀測儀器，因為那裡非常適合紅外線波段的研究觀測，只做可見光有點可惜。只是好玩，我已經為這個計畫想好了一個名字：Four-channel InfraRed Spectral Telescope，簡稱為FIRST，當然FIRST也就是全球第一高的意思。

問：中國西部是北半球最後一個能蓋大型光學天文台的地點嗎？

答：其實南非高原尾端的蘇澤蘭（Sutherland）環境不錯，智利和澳洲也有相當良好的地點，但是最優秀的台址，還是必須在海拔非常高的地方，就像千中選一的西藏。如果將來這些合適的地點都擺滿了望遠鏡，天文學家的下一步，就要到月球上蓋天文台了！

月球上的夢幻天文台

建造一座大型天文台往往耗時數十年，而且所費不貲，所以天文學家對每一個細節都要悉心規劃，特別是天文台址的選擇，那是一切的基礎。然而，地球上適合架設頂級望遠鏡的地點並不多，當這些地方都已蓋了天文台，該怎麼辦呢？中央大學天文所副教授孫維新說：「上月球！」

月球表面沒有大氣、沒有空氣污染，也沒有光害，是絕佳的天文台址。月球特別之處，是它永遠用同一面面對地球，月球的背面就成為天文學家夢寐以求的地方。孫維新解釋，因為它永遠背對地球，所以地球上的可見光與無線電波，都影響不到月球背面，那裡是太陽系中最乾淨而且最沒有電波污染的地方。不過月球背面有個大問題，因為那裡沒辦法直接和地球聯絡，除非能在月球軌道中放一顆通訊衛星，但是這種做法的技術與經費都是大問題。

如果退而求其次，我們可以考慮月球正面，雖然月球的正面總朝著地球，也常常看得到太陽，但因為月球表面沒有大氣，不會散射陽光，所以只要不盯著太陽或地球看，整個太空背景都還是黑的，所以在「白天」也能觀星。月球的正面雖然不如背面，但觀測條件還是遠超過地球上的任何地點。

孫維新說：「在月球上還可以做一項獨一無二的觀測：『千米波』觀測，就是非常低頻、波長達到「公里」級的電波觀測。」地球上有很多電波天文台，例如中研院在夏威夷凱亞山上的次毫米波陣列望遠鏡，但是這類電波觀測的波長多半在次毫米、毫米、釐米，最多只能做到米波，這是因為地球周遭的電離層對米波以上的低頻電波是不透明的。但是在沒有大氣的月球上，就可以進行這些波段的觀測。

當然月基天文台還會有個大問題，就是維修。無論在何處，只要設置了儀器，就需要有人維修保養。孫維新指出，有人做過研究，以目前的科技水準看來，能在月球表面進行光學觀測的望遠鏡，口徑極限大概是四米，這是不需要大量維修保養的最大口徑。孫維新笑說：「這些想法已經有幾個國家開始認真推動，像是中國大陸的探月工程『嫦娥計畫』，就是考慮置放一個小型望遠鏡在月面，進行初步的測試，所以這個天文學家長期以來的遐想，說不定在不久的將來能夠美夢成真！」



未來的巨無霸望遠鏡
撰文＼吉爾莫基（Roberto Gilmozzi）（OWL望遠鏡設計研究的主要研究員，1999-2005年期間，擔任歐洲南方天文台在智利帕拉拿天文台的超大望遠鏡台長）
翻譯＼郭兆林（美國加州理工學院物理系暨噴射推進實驗室博士後研究員）

我在智利帕拉拿天文台最美好的時光之一，是一天工作後在夜晚登上「天台」之時；「天台」是我們放置超大望遠鏡（Very Large Telescope, VLT）的平台，架著四具8米的望遠鏡。這感覺很神奇：廣漠浩瀚的星空，緩緩移動的圓頂，我有點犯規卻愉快的吞雲吐霧，微泛乳白光的地平線，隱約襯出幽微的沙漠。當我佇立欣賞全世界最先進的望遠鏡VLT時，四架430噸重的機器正靜靜與天穹共舞著曼妙的芭蕾，不禁感歎自己是何其幸運能參與這麼棒的計畫！這是全人類共享的成就。就像今日其他偉大的望遠鏡，如凱克天文台、哈伯太空望遠鏡以及極大陣列電波觀測站等，VLT具備人類現今文明所擁有最高的科技。若追蹤每部份的誕生，最終將會發現這是數百萬人的共同成就。

但天文學家從不停下腳步。VLT一完工，就有許多人開始構思下一代的望遠鏡，主鏡直徑將會達25、30，甚至是100米。我深入參與設計的構想，是個稱為OWL的龐然大物（一方面是因為它像貓頭鷹具有敏銳的夜視力，一方面是指其overwhelmingly large超級大的尺寸），百米大的鏡子將會幾乎蓋滿帕拉拿天台。

如同所有的新科學儀器，目前運作的8~10米望遠鏡不僅回應了建造之初所欲探尋的問題，也揭開更新、更深入、更具挑戰性的問題，需要更大的儀器來回答。諸如分析其他恆星系統裡類地行星的組成，並尋找生命跡象；研究宇宙最早形成的星系；了解暗物質與暗能量的本質；拍攝太陽系裡太空船無法到訪的各種星體等，這一切一切促使天文學家邁向下一代巨大的光學望遠鏡，其能力將超過現今千百倍。目前，歐洲已有許多單位視此類望遠鏡為發展天文學首要優先計畫，美國國家科學院（NAS）則視其重要性僅次於哈伯太空望遠鏡的下一代──詹姆斯˙韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST）。現在有許多計畫正在草圖階段，包括OWL、30米望遠鏡（Thirty Meter Telescope, TMT），以及24米的巨型麥哲倫望遠鏡（Giant Magellan Telescope, GMT）。

在過去，望遠鏡遵循了自己的摩爾定律：每一代的望遠鏡約是前一代的兩倍大，並且花費幾十年的時間發展建造。這個趨勢尤其能以20世紀的「加州發展史」做說明，如威爾遜山的2.5米胡克望遠鏡（1917年）、帕洛馬山的5米赫爾望遠鏡（1948年）、夏威夷茂納開亞火山的10米凱克雙望遠鏡（1993年）。依循先例，下一代望遠鏡的直徑應該是20米，在2025年左右開始運作。那麼，我們這些妄想10年內建造出25米，甚至是100米望遠鏡的人瘋了嗎？若仔細探查建造一架望遠鏡的挑戰，我們可以相信天文學家並沒有發瘋！因為現在，除了巨型地面望遠鏡的迫切需要，必需的科技也已經存在了。

看得再多一點

挑戰望遠鏡摩爾定律的一項大動力，是因為天文學家已經快窮盡其他提高儀器收集光束能力的方法了。光線先從反射式望遠鏡的主鏡反射，再經由次鏡反射，聚焦在一個便利之處，既可以用眼睛觀看，也可以照相，或者是分光成彩虹色以進行光譜分析。當天文學家談到望遠鏡的尺寸大小時，是指主鏡的直徑，若主鏡尺寸加倍時，可以看到亮度1/4的天體，也等同於同樣光度但距離是兩倍遠的天體。

過去50年來，望遠鏡對於黯淡的物體變得更加敏銳，這不只是因為望遠鏡直徑變大，也是因為偵測器的技術進步所致。5米的赫爾望遠鏡建造時，所使用的照相板僅能吸收到百分之幾的光線。然而，今日的電子偵測器具有近乎100%的效率，在靈敏度的提升上相當於望遠鏡直徑變大五倍。因此，實際上現代望遠鏡就靈敏度而言，已是前代望遠鏡的10倍。由於目前偵測器的效能已無進步空間，若下一代望遠鏡要做相同的躍升，直徑就該達100米。

未來各式望遠鏡設計的團隊，對於自己究竟能夠造出多大的望遠鏡，一直有著熱烈的討論，但是沒有人會懷疑下一代望遠鏡對大幅提高尺寸的需求。傳統上，望遠鏡設計的尺寸受限於人們製造鏡片玻璃的能力，包括成形與拋光等。可見光的波長比無線電波長更短，所以雖然無線電碟型天線可造得很大，但是其要求不如光學鏡嚴格；就像是用手指夾沙粒的動作，要比拿石頭更加精細了。

5米的赫爾望遠鏡具有拋物面鏡，表面粗糙度低達50奈米：若望遠鏡像大西洋這麼大，則表面上最大的突起僅有5公分高。在拋光時，建造者使用木製的拋光工具以及松脂，到最後階段時，他們用手進行細微的修正。這項工作花了11年（其間發生二次大戰），每兩天測量一次形狀。

現在的反射鏡是在電腦控制下製造，大幅縮短所需的時程。VLT那四面8.2米的鏡子便各在一年內完成拋光，幾乎時時進行測量。即便形狀（雙曲面，聚焦最為精銳）更加複雜，VLT的表面品質相當於或甚至稍勝赫爾望遠鏡。所以，拋光已不再是最主要的障礙了。

一個更大的問題是製造玻璃本身。要鑄成8米寬的玻璃，望遠鏡製造者必須要有專門的工廠，而且要由許多錯誤嘗試來學習經驗──通常得打破幾個鏡子才能完工，目前的技術連應付兩倍大的鏡子也不夠。幸好，義大利天文學家達土羅（Guido Horn D崒rturo）在1932年提出一個解決辦法：分截式鏡。例如，凱克雙望遠鏡的反射主鏡便是由36面各1.8米寬的六角鏡所拼成。六角形可讓鏡子組裝成雙曲面，而每面六角鏡的曲面稍有不同，端視離鏡子中心的距離而定。原則上，這種設計讓反射鏡要做多大都可以，缺點則是需要調準每面鏡子到次波長的精準度，以及如何將連接處對影像品質的影響降到最低，還得要抵抗風吹震動。

OWL與TMT和凱克雙望遠鏡一樣，將由六角鏡組成。而GMT的設計者則採取不同的方式，他們為了減少分截式的缺點，選擇較少卻較大的分截鏡，其望遠鏡將會由七個8.4米的圓形鏡拼成（第一個圓形鏡已經在建造中）。採用這種方式的缺點，是其尺寸很難再往上增加（見2006年1月號〈科學人剪影：通天明鏡〉）。

看得再清楚一點

對黯淡物體的靈敏度只是望遠鏡所追求的目標之一，另一個是解析力，即觀察細部的能力。原則上，大型望遠鏡應該兩者兼具。望遠鏡越大，其影像受到繞射減損的情況越少，所謂繞射是指當入射波在鏡子邊緣被切掉而產生的模糊現象。不過，地面光學望遠鏡一直到最近才開始受到繞射的限制。不論主鏡大小，即使在空氣最清新的地點，空氣擾動會使得小於0.3弧秒（編註：角度的單位，一弧秒＝1/3600度）的東西變得模糊。如果使用帕洛馬山耗資一億美元的5米望遠鏡觀看超巨星參宿四（直徑0.05弧秒），看到的只是一點閃爍的紅光；雖然比較亮，但卻不會比300美元的20公分家用式望遠鏡或用肉眼看得更清楚。

在太空中繞行的太空望遠鏡問題恰好相反，它們可以得到高解析度的影像，但是卻缺乏偵察黯淡物體的靈敏性，更不用說將光分成各種顏色以進行成份分析。哈伯太空望遠鏡的直徑受到太空梭承載限制，只有2.4米，而即使是JWST的鏡子也只有6.5米，這些衛星的觀察發現必須在地面做後續的光譜分析。

現代望遠鏡在靈敏度與解析力之中擇一的限制，已經無法滿足人們對於下一代望遠鏡的要求，要同時兼具兩種特性才能達成我們的科學目標。在一夜的曝光下，100米的望遠鏡將能看到亮度為以前所見1/1000亮的天體；以目前的望遠鏡，只能看到一片漆黑的天空，未來的望遠鏡將能看到一大群黯淡的物體。但若沒有高解析度，這些物體會全部混在一起。

高解析度與高靈敏度兼具，對於偵測類地行星也至為重要。為了觀察這類行星，由於其亮度不到主星的10億分之一，天文學家必須利用日冕儀（不透明的小圓盤）來擋住恆星。不過，如果圓盤太大，則會擋住行星。高解析度意味天文學家能夠使用較小的圓盤，以擴大搜尋行星的範圍。望遠鏡最少要有80米，才能夠在太陽系附近尋找類地軌道行星，根據估計可搜索400個像太陽的恆星系統，並收集到約40個類地行星的光譜。至於30米的望遠鏡，僅能搜索幾十個系統，若要取得光譜，則要收集數星期的光線，或許根本辦不到。

調節與改進

為提高解析度，望遠鏡必須依靠自調光學來抵消大氣擾動所造成的扭曲。方法是監控一個參考恆星（可用雷射射到大氣層上方，製造一顆「人工恆星」），並調整鏡子的形狀，讓這顆恆星保持成焦。這個修正鏡可用次鏡，或是置於次鏡與偵測器之間的更小鏡子。而鏡子背面有一組小活塞，移動微調鏡子的形狀。

這套系統使得望遠鏡能夠發揮最高或接近最高的解析力，僅受到繞射所限，彷彿大氣不存在一般。100米的望遠鏡應該看得見0.001弧秒的東西，勝過哈伯望遠鏡40倍。至於參宿四，看起來不再是一個光點，而是具3000像素的影像，所提供的詳細程度是目前在附近行星上才能得到的。

這種技術已使用在許多大型的望遠鏡上，但要運用在更大的系統上，還得再更上一層樓才行，可行性仍在評估中。100米的望遠鏡上加裝一套自調光學系統，將需要超過10萬個修正活塞，而今日的系統最多只有1000個修正活塞。再者，控制的電腦必須每秒調整鏡子形狀數百次，目前處理器的科技還無法應付這種計算量。

工程師正分階段進行，首先建造在紅外線波長運作的系統，因為干擾效應在長波長較不嚴重，所需修正活塞較少。另外，他們也會利用別的先進自調光學技術，例如從醫學、太空飛行、軍事用途及電子產品上汲取經驗。其中，有個特別有希望的新技術是多軛自調光學，在更廣的視野範圍內修正擾動，讓系統不致於受限於參考星附近的小片天空，VLT現在便是利用多軛法。