Cel mai mare telescop cu oglindă din lume. Cele mai mari telescoape din lume

Datorită telescoapelor, oamenii de știință au făcut descoperiri uimitoare: au descoperit un număr imens de planete în afara sistemului solar, au aflat despre existența găurilor negre în centrele galaxiilor. Dar Universul este atât de uriaș încât acesta este doar un sâmbure de cunoaștere. Iată zece giganți actuali și viitori de telescoape terestre care le oferă oamenilor de știință oportunitatea de a studia trecutul universului și de a afla fapte noi. Poate că cu ajutorul unuia dintre ei va fi chiar posibil să detectăm a noua planetă.

MareSud-africantelescop (SARE)

Acest telescop de 9,2 metri este cel mai mare instrument optic de la sol din emisfera sudică. Funcționează din 2005 și se concentrează pe sondaje spectroscopice (înregistrează spectrele diferitelor tipuri de radiații). Instrumentul poate vizualiza aproximativ 70% din cerul observat în Sutherland, Africa de Sud.

Telescoapele Keck I și II

Telescoapele gemene de 10 metri de la Observatorul Keck sunt al doilea ca marime instrumente optice de pe Pământ. Ele sunt situate aproape de vârful Mauna Kea din Hawaii. Keck eu a început să funcționeze în 1993. Câțiva ani mai târziu, în 1996, Keck II. În 2004, primul sistem de optică adaptivă cu o stea de ghidare laser a fost implementat la telescoapele combinate. Acesta creează o pată artificială de stea ca ghid pentru corectarea distorsiunii atmosferice atunci când priviți cerul.

Foto: ctrl.info

Marele Telescop al Canarelor (GTC)

Telescopul de 10,4 metri este situat pe vârful vulcanului stins Muchachos de pe insula Canare Palma. Este cunoscut ca un instrument optic cu cea mai mare oglindă din lume. Este format din 36 de segmente hexagonale. GTC are mai multe instrumente de asistență. De exemplu, camera CanariCam, care este capabilă să examineze lumina infraroșu medii emisă de stele și planete. CanariCam are, de asemenea, capacitatea unică de a bloca lumina strălucitoare a stelelor și de a face planetele slabe mai vizibile în fotografii.

Foto: astro.ufl

Radiotelescopul Observatorului Arecibo

Este unul dintre cele mai recunoscute telescoape de la sol din lume. Funcționează din 1963 și este o antenă uriașă de 30 de metri care reflectă radio, lângă orașul Arecibo din Puerto Rico. Reflectorul uriaș face ca telescopul să fie deosebit de sensibil. Este capabil să detecteze o sursă radio slabă (quasar și galaxii îndepărtate care emit unde radio) în doar câteva minute de observație.

Fotografie: physicsworld

Complexul Radio Telescop ALMA

Unul dintre cele mai mari instrumente astronomice de la sol este prezentat sub forma a 66 de antene radio de 12 metri. Complexul este situat la o altitudine de 5000 de metri în deșertul Atacama din Chile. Primele studii științifice au fost efectuate în 2011. Radiotelescoapele ALMA au un scop important. Cu ajutorul lor, astronomii vor să studieze procesele care au avut loc în primele sute de milioane de ani după Big Bang.

Foto: Wikipedia

Până în acest moment, am vorbit despre telescoape deja existente. Dar acum se construiesc multe altele noi. Foarte curând vor începe să funcționeze și vor extinde semnificativ posibilitățile științei.

LSST

Acesta este un telescop reflectorizant cu unghi larg care va fotografia o anumită zonă a cerului la fiecare câteva nopți. Acesta va fi situat în Chile, pe vârful Muntelui Sero Pachon. În timp ce proiectul este doar în dezvoltare. Funcționarea completă a telescopului este planificată pentru 2022. Cu toate acestea, speranțe mari sunt deja puse în el. Astronomii se așteaptă ca LSST să le ofere cea mai bună vedere asupra corpurilor cerești departe de Soare. Oamenii de știință sugerează, de asemenea, că acest telescop va putea observa roci spațiale care, teoretic, s-ar putea ciocni cu Pământul în viitor.

Foto: LSST

Telescopul gigant Magellan

Telescopul, care se așteaptă să fie finalizat până în 2022, va fi amplasat la Observatorul Las Campanas din Chile. Oamenii de știință cred că telescopul va avea o capacitate de patru ori mai mare de a colecta lumină în comparație cu instrumentele optice existente în prezent. Cu ajutorul acestuia, astronomii vor putea descoperi exoplanete (planete din afara sistemului solar) și vor putea studia proprietățile materiei întunecate.

Foto: Wikipedia

Telescop de treizeci de metri

Telescopul de 30 de metri va fi amplasat în Hawaii, lângă Observatorul Keck. Este planificat ca acesta să înceapă să funcționeze în 2025-2030. Diafragma dispozitivului este capabilă să ofere o rezoluție de 12 ori mai mare decât cea a telescopului spațial Hubble.

Foto: Wikipedia

Radiotelescop SKA

Antenele SKA vor fi implementate în Africa de Sud și Australia. Acum proiectul este încă în construcție. Dar primele observații sunt planificate pentru 2020. Sensibilitatea SKA va fi de 50 de ori mai mare decât a oricărui radiotelescop construit vreodată. Cu ajutorul acestuia, astronomii vor putea studia semnale dintr-un univers mai tânăr - momentul în care a avut loc formarea primelor stele și galaxii.

Foto: Wikipedia

Telescopul extrem de mare (ELT)

Telescopul va fi amplasat pe muntele Cerro Amazone din Chile. Este planificat ca acesta să înceapă să funcționeze abia în 2025. Cu toate acestea, a devenit deja celebru pentru oglinda uriașă, care va consta din 798 de segmente hexagonale cu un diametru de 1,4 metri fiecare. Caracteristicile tehnice ale ELT îi vor permite să studieze compoziția atmosferelor planetelor extrasolare.

Foto: Wikipedia

Mi s-a reamintit imediat în comentarii că era necesar să scriu și despre BTA-6. Îmi îndeplinesc dorințele :-)

De mulți ani, cel mai mare telescop din lume BTA (Large Azimuth Telescope) a aparținut țării noastre, acesta fiind proiectat și construit în întregime folosind tehnologii autohtone, demonstrând liderul țării în domeniul realizării instrumentelor optice. La începutul anilor 60, oamenii de știință sovietici au primit o „sarcină specială” de la guvern - să creeze un telescop mai mare decât cel al americanilor (telescopul Hale - 5 m.). S-a considerat că un metru în plus ar fi suficient, deoarece americanii au considerat în general inutil să creeze oglinzi solide mai mari de 5 metri din cauza deformării sub propria greutate.

Care este istoria creării acestui obiect științific unic?

Acum aflăm...

Apropo, prima fotografie este foarte, asigurați-vă că vă uitați și la ea.

Poza 3.

M. V. Keldysh, L. A. Artsimovici, I. M. Kopylov și alții pe șantierul BTA. 1966

Istoria Telescopului Mare Azimutal (BTA, Karachay-Cherkessia) a început la 25 martie 1960, când, la propunerea Academiei de Științe a URSS și a Comitetului de Stat pentru Tehnologia Apărării, Consiliul de Miniștri al URSS a adoptat o rezoluție. la crearea unui complex cu un telescop reflectorizant având o oglindă principală cu diametrul de 6 metri.

Scopul său este „studiul structurii, naturii fizice și evoluției obiectelor extragalactice, un studiu detaliat al caracteristicilor fizice și al compoziției chimice a stelelor nestaționare și magnetice”. Uzina de Stat Optică și Mecanică numită după A.I. OGPU (GOMZ), pe baza căreia s-a format în curând LOMO, iar designerul șef a fost Bagrat Konstantinovich Ioannisiani. BTA a fost cea mai recentă tehnică astronomică pentru vremea sa, conținând multe soluții cu adevărat revoluționare. De atunci, toate telescoapele mari din lume au fost montate în conformitate cu schema alt-azimutal justificată strălucit, pentru prima dată în practica mondială folosită de oamenii de știință noștri în BTA. La crearea lui au lucrat specialiști de înaltă clasă, ceea ce a asigurat calitatea înaltă a dispozitivului gigant. De mai bine de 30 de ani, BTA își desfășoară ceasul stelar. Acest telescop este capabil să distingă obiectele astronomice de magnitudinea a 27-a. Imaginează-ți că pământul este plat; și apoi, dacă cineva din Japonia ar aprinde o țigară, cu un telescop ar putea fi văzută clar.

Fotografie 4.

Curățarea fundului gropii. februarie 1966

După analizarea tuturor datelor, site-ul telescopului BTA a fost un loc la o altitudine de 2100 de metri lângă Muntele Pastuhov, nu departe de satul Zelenchukskaya, care se află în Karachay-Cherkessia - Nizhny Arkhyz.

Conform proiectului, a fost ales tipul azimutal de montură pentru telescop. Diametrul exterior total al oglinzii a fost de 6,05 metri cu o grosime de 65 cm, uniform pe toata zona.

Asamblarea structurii telescopului a fost efectuată în camera LOMO. Special pentru aceasta a fost construită o clădire cu o înălțime de peste 50 de metri. În interiorul carenei au fost instalate macarale cu o capacitate de ridicare de 150 și 30 de tone. Inainte de inceperea montajului a fost realizata o fundatie speciala. Adunarea în sine a început în ianuarie 1966 și a durat mai bine de un an și jumătate, până în septembrie 1967.

Fotografie 5.

Construcția fundațiilor telescopului și turnului. aprilie 1966

Până la fabricarea semifabricatului de oglindă cu un diametru de 6 m, experiența acumulată în prelucrarea semifabricatelor optice de dimensiuni mari nu era grozavă. Pentru prelucrarea unei turnări cu un diametru de 6 metri, când a fost necesară îndepărtarea a aproximativ 25 de tone de sticlă dintr-o piesă de prelucrat, experiența existentă s-a dovedit a fi nepotrivită, atât din cauza productivității scăzute a muncii, cât și din cauza pericolului real al piesei de prelucrat. eșec. Prin urmare, la prelucrarea unei piese de prelucrat cu un diametru de 6 m, s-a decis să se utilizeze o unealtă cu diamant.

Multe dintre componentele telescopului sunt unice pentru vremea lor, cum ar fi spectrograful principal al telescopului, care are un diametru de 2 metri, sistemul de ghidare, care include un telescop-ghid și un sistem complex de fotografie și televiziune, precum și un calculator specializat pentru controlul funcționării sistemului.

Fotografia 6.

Vara 1968 Livrare piese telescop

BTA este un telescop de clasă mondială. Puterea mare de adunare a luminii a telescopului face posibilă studierea structurii, naturii fizice și evoluției obiectelor extragalactice, un studiu detaliat al caracteristicilor fizice și al compoziției chimice a stelelor specifice, nestaționare și magnetice, studiul formării stelelor și evoluția stelelor, studiul suprafețelor și al compoziției chimice a atmosferelor planetare, măsurători ale traiectoriei corpurilor cerești artificiale la distanțe mari de Pământ și multe altele.

Cu ajutorul lui, au fost efectuate numeroase studii unice ale spațiului cosmic: au fost studiate cele mai îndepărtate galaxii observate vreodată de pe Pământ, a fost estimată masa volumului local al Universului și au fost rezolvate multe alte mistere ale spațiului. Omul de știință din Petersburg Dmitri Vyshelovich, folosind BTA, căuta un răspuns la întrebarea dacă constantele fundamentale derivă în Univers. În urma observațiilor, el a făcut cele mai importante descoperiri. Astronomii din întreaga lume se aliniază pentru a face observații cu celebrul telescop rusesc. Datorită BTA, constructorii și oamenii de știință autohtoni au acumulat o experiență vastă, ceea ce a făcut posibilă deschiderea drumului către noi tehnologii pentru studiul Universului.

Poza 7.

Instalarea structurilor metalice ale cupolei. 1968

Rezoluția telescopului este de 2000 de ori mai mare decât rezoluția ochiului uman, iar raza sa de „viziune” este de 1,5 ori mai mare decât cea a celui mai mare telescop din SUA la acea vreme din Muntele Palomar (8-9 miliarde de ani lumină față de 5 -6, respectiv). ). Nu este o coincidență faptul că BTA este numit „Ochiul planetei”. Dimensiunile sale sunt uimitoare: înălțime - 42 de metri, greutate - 850 de tone. Datorită designului special al suporturilor hidraulice, telescopul pare să „plutească” pe cea mai subțire pernă de ulei, cu o grosime de 0,1 mm, iar o persoană o poate întoarce în jurul axei sale fără a utiliza echipamente și instrumente suplimentare.

Prin Decretul Guvernului din 25 martie 1960, Uzina de sticlă optică Lytkarinsky a fost aprobată ca antreprenor principal pentru dezvoltarea unui proces tehnologic pentru turnarea unui semifabricat de oglindă din sticlă cu un diametru de 6 m și pentru fabricarea unei oglinzi. gol. Două clădiri noi de producție au fost construite special pentru acest proiect. A fost necesar să turnați un semifabricat de sticlă cu o greutate de 70 de tone, să îl recoaceți și să efectuați prelucrarea complexă a tuturor suprafețelor cu fabricarea a 60 de găuri oarbe de aterizare pe partea din spate, o gaură centrală etc. La trei ani după emiterea Hotărârii Guvernului, a fost creat un atelier pilot de producție. Sarcina atelierului a inclus instalarea și depanarea echipamentelor, dezvoltarea unui proces tehnic industrial și fabricarea unui semifabricat de oglindă.

Fotografia 8.

Un complex de lucrări de căutare efectuate de specialiștii LZOS pentru a crea moduri optime de procesare a făcut posibilă dezvoltarea și implementarea unei tehnologii pentru fabricarea unui semifabricat industrial al oglinzii principale. Prelucrarea piesei de prelucrat a fost efectuată timp de aproape un an și jumătate. În 1963, uzina de mașini-unelte grele Kolomna a creat o mașină specială carusel KU-158 pentru prelucrarea oglinzilor. În paralel, s-au efectuat o mulțime de lucrări de cercetare asupra tehnologiei și controlului acestei oglinzi unice. În iunie 1974, oglinda era gata pentru certificare, care a fost finalizată cu succes. În iunie 1974, a început etapa critică a transportului oglinzii la observator. La 30 decembrie 1975 a fost aprobat actul Comisiei Interdepartamentale de Stat pentru admiterea în exploatare a Telescopului Azimutal Mare.

Fotografie 9.

1989 Asamblarea telescopului Zeiss-1000 de 1 metru

Fotografie 10.

Transportul părții superioare a conductei BTA. august 1970

Astăzi, există sisteme astronomice noi, mai eficiente, cu oglinzi mai mari, inclusiv segmentate. Dar în ceea ce privește parametrii săi, telescopul nostru este încă considerat unul dintre cele mai bune din lume, așa că este încă la mare căutare în rândul oamenilor de știință autohtoni și străini. În ultimii ani, a suferit modernizări repetate, în primul rând sistemul de management a fost îmbunătățit. Astăzi, observațiile pot fi făcute folosind o conexiune de fibră optică direct din orașul astronomic situat în vale.

Fotografie 11.

Industria optică sovietică din acele vremuri nu a fost concepută pentru a rezolva astfel de probleme, prin urmare, pentru a crea o oglindă de 6 metri, a fost construită special o fabrică în Lytkarino, lângă Moscova, pe baza unui mic atelier pentru fabricarea reflectoarelor de oglindă.

Un semifabricat pentru o astfel de oglindă cântărește 70 de tone, primele au fost „înșurubate” din pricina grabei, deoarece au trebuit să se răcească foarte mult timp pentru a nu crăpa. Tagla „de succes” s-a răcit timp de 2 ani și 19 zile. Apoi, în timpul șlefuirii sale, au fost produse 15.000 de carate de unelte diamantate și aproape 30 de tone de sticlă au fost „șterse”. O oglindă complet finisată a început să cântărească 42 de tone.

Predarea oglinzii în Caucaz merită o mențiune specială.. În primul rând, la destinație a fost trimis un fals de aceeași dimensiune și greutate, s-au făcut unele ajustări la traseu - au fost construite 2 porturi fluviale noi, au fost 4 poduri noi. construite si s-au consolidat si extins 6 existente, au fost construite cateva sute de kilometri drumuri noi cu acoperire perfecta.

Părțile mecanice ale telescopului au fost create la Uzina Optică și Mecanică din Leningrad. Masa totală a telescopului a fost de 850 de tone.

Fotografie 12.

Dar, în ciuda tuturor eforturilor, telescopul american Hale BTA-6 nu a reușit să „depășească” în calitate (adică în rezoluție). Parțial din cauza defectelor oglinzii principale (prima clătită este încă cocoloașă), parțial din cauza celor mai proaste condiții climatice din locația sa.

Fotografie 13.

Instalarea în 1978 a unei noi oglinzi, deja a treia, a îmbunătățit semnificativ situația, dar condițiile meteorologice au rămas aceleași. În plus, sensibilitatea prea mare a întregii oglinzi la fluctuațiile minore de temperatură complică munca. „Nu vede” - se spune bineînțeles cu voce tare, până în 1993 BTA-6 a rămas cel mai mare telescop din lume și este cel mai mare din Eurasia până în prezent. Cu noua oglindă, a fost posibil să se obțină o rezoluție aproape aceeași cu cea a lui Hale, iar „puterea de penetrare”, adică capacitatea de a vedea obiecte slabe, este și mai mare pentru BTA-6 (la urma urmei, diametrul este cu un metru întreg mai mare).

Fotografie 14.

Fotografie 15.

Fotografie 16.

Fotografie 17.

Fotografie 18.

În perioada de 30 de ani de funcționare a telescopului, oglinda acestuia a fost acoperită de mai multe ori, ceea ce a dus la deteriorarea semnificativă a stratului de suprafață, la coroziune și, ca urmare, până la 70% din reflectivitatea oglinzii s-a pierdut. Și totuși, BTA a fost și rămâne un instrument unic pentru astronomi, atât ruși, cât și străini. Dar pentru a-și menține performanța și a crește eficiența, a devenit necesară reconstrucția și actualizarea oglinzii principale. În prezent, tehnologia de modelare și descărcare a oglinzii, care este stăpânită de specialiștii JSC LZOS, face posibilă îmbunătățirea de trei ori a caracteristicilor sale optice, inclusiv a rezoluției unghiulare.

Fotografie 19.

Astăzi, procesul tehnologic de modelare a suprafețelor pieselor optice astronomice de la Uzina de sticlă optică Lytkarino a fost adus la un nou nivel, calitatea obținută a abaterilor formei suprafeței de la cea teoretică a crescut cu un ordin de mărime datorită automatizării și modernizării de producţie şi control pe calculator. Atât baza mecanică, cât și tehnologia pentru luminarea și descărcarea oglinzilor cu ajutorul echipamentelor informatice moderne au fost îmbunătățite semnificativ. Mașinile pentru frezat, șlefuit și lustruit o oglindă de 6 metri au fost, de asemenea, modernizate în conformitate cu cerințele moderne. Controalele optice au fost, de asemenea, îmbunătățite semnificativ.

Oglinda principală a fost livrată fabricii de sticlă optică Lytkarino. Faza de măcinare a fost acum finalizată. Stratul superior de aproximativ 8 mm grosime a fost îndepărtat de pe suprafața de lucru. Oglinda a fost transportată într-o carcasă termostabilizată și instalată pe o mașină automată pentru șlefuirea și lustruirea suprafeței de lucru. Potrivit directorului tehnic - inginer-șef al întreprinderii S.P. Belousov, aceasta va fi cea mai dificilă și importantă etapă a prelucrării oglinzii - este necesar să se obțină o formă a suprafeței cu abateri mult mai mici de la paraboloidul ideal decât s-a realizat în anii șaptezeci. . După aceea, oglinda telescopului cu rezoluție și putere de penetrare îmbunătățite cu un ordin de mărime va putea servi științei ruse și mondiale pentru încă cel puțin 30 de ani.

Fotografie 20.

Printre specialiștii care au participat la fabricarea oglinzii se numără mecanicul Zhikharev A.G., optometristul Kaverin M.S., lăcătușul Panov V.G., freza Pisarenko N.I. – încă lucrează, transmitând tinerilor experiența bogată a instrumentației optice de dimensiuni mari. Destul de recent, opticianul Bochmanov Yu.K., mașina de frezat Egorov E.V. s-a pensionat. (a refrezat oglinda anul trecut si anul acesta).

Nimeni altcineva în Rusia nu poate face o asemenea treabă. În lume, pe lângă LZOS, există doar două companii care produc oglinzi de dimensiuni mari. Este vorba despre Steward Observatory Optical Laboratory (Arizona, SUA) și SAGEM-REOSC (Franța) (8 m în diametru), dar și acolo turnurile de control al oglinzilor sunt mai scurte decât este necesar, deoarece raza oglinzii BTA este de 48 de metri.

B.M. Shustov, doctor în științe fizice și matematice,
Institutul de Astronomie RAS

Omenirea a adunat cea mai mare parte a cunoștințelor despre Univers folosind instrumente optice - telescoape. Deja primul telescop, inventat de Galileo în 1610, a făcut posibilă realizarea unor mari descoperiri astronomice. De-a lungul secolelor următoare, tehnologia astronomică a fost îmbunătățită continuu, iar nivelul modern al astronomiei optice este determinat de datele obținute folosind instrumente de sute de ori mai mari decât primele telescoape.

Tendința către instrumente din ce în ce mai mari a devenit deosebit de clară în ultimele decenii. Telescoapele cu oglindă cu un diametru de 8 - 10 m devin comune în practica observațională. Proiectele de telescoape de 30-m și chiar 100-m sunt estimate ca fiind destul de fezabile deja în 10 - 20 de ani.

De ce sunt construite

Necesitatea de a construi astfel de telescoape este determinată de sarcini care necesită sensibilitatea maximă a instrumentelor pentru detectarea radiațiilor de la cele mai slabe obiecte spațiale. Aceste sarcini includ:

originea universului;
mecanismele de formare și evoluție a stelelor, galaxiilor și sistemelor planetare;
proprietățile fizice ale materiei în condiții astrofizice extreme;
aspecte astrofizice ale originii și existenței vieții în Univers.

Pentru a obține maximum de informații despre un obiect astronomic, un telescop modern trebuie să aibă zonă mare de colectare a opticii și eficiență ridicată a receptorilor de radiații. În afară de, Interferența de observare ar trebui să fie redusă la minimum..

În prezent, eficiența receptorilor în domeniul optic, înțeles ca fracția de fotoni detectați din numărul total de fotoni care au ajuns la suprafața sensibilă, se apropie de limita teoretică (100%), iar îmbunătățirile ulterioare sunt asociate cu creșterea formatul receptoarelor, accelerarea procesării semnalului etc.

Interferența observării este o problemă foarte serioasă. În plus față de interferențele de natură naturală (de exemplu, înnorabilitatea, formațiunile de praf în atmosferă), existența astronomiei optice ca știință observațională este amenințată de creșterea iluminării din așezări, centre industriale, comunicații și poluarea cauzată de om a atmosfera. Observatoarele moderne sunt construite, desigur, în locuri cu un astroclimat favorabil. Există foarte puține astfel de locuri pe glob, nu mai mult de o duzină. Din păcate, nu există locuri cu un astroclimat foarte bun pe teritoriul Rusiei.

Singura direcție promițătoare în dezvoltarea unei tehnologii astronomice extrem de eficiente este creșterea dimensiunii suprafețelor colectoare ale instrumentelor.

Cele mai mari telescoape: experiența creației și utilizării

În ultimul deceniu, peste o duzină de proiecte de telescoape mari au fost implementate sau sunt în curs de dezvoltare și creare în lume. Unele proiecte prevăd construcția mai multor telescoape simultan, cu o oglindă de nu mai puțin de 8 m. Costul instrumentului este determinat în primul rând de dimensiunea opticii. Secole de experiență practică în construcția telescopului au condus la o modalitate simplă de a compara costul unui telescop S cu o oglindă cu diametrul D (reamintim că toate instrumentele cu un diametru al oglinzii primare mai mare de 1 m sunt telescoape reflectorizante). Pentru telescoapele cu o oglindă primară solidă, de regulă, S este proporțional cu D 3 . Analizând tabelul, puteți observa că acest raport clasic pentru cele mai mari instrumente este încălcat. Astfel de telescoape sunt mai ieftine și pentru ele S este proporțional cu D a , unde a nu depășește 2.

Reducerea uimitoare a costurilor este cea care face posibilă considerarea proiectelor de telescoape supergigant cu un diametru al oglinzii de zeci și chiar sute de metri nu ca fantezii, ci ca proiecte destul de reale în viitorul apropiat. Vom vorbi despre unele dintre cele mai rentabile proiecte. Unul dintre ele, SALT, este pus în funcțiune în 2005, construcția de telescoape gigantice din clasa ELT de 30 de metri și 100 de metri - OWL nu a început încă, dar ele pot apărea în 10 - 20 de ani.

TELESCOP	diametrul oglinzii, m	Parametrii oglinzii principali	Amplasarea telescopului	Participanții la proiect	Costul proiectului, milioane USD	prima lumina
KECKI KECK II		parabolic activ multisegment	Mauna Kea, Hawaii, SUA	STATELE UNITE ALE AMERICII
VLT (patru telescoape)		subţire activ	Chile	ESO, cooperarea a nouă țări europene
GEMENI Nord GEMENI Sud		subţire activ	Mauna Kea, Hawaii, SUA Cerro Pachon, Chile	SUA (25%), Anglia (25%), Canada (15%), Chile (5%), Argentina (2,5%), Brazilia (2,5%)
SUBARU		subţire activ	Mauna Kea, Hawaii, SUA	Japonia
LBT (binocular)		celular gros	Mt. Graham, Arizona, SUA	SUA, Italia
NU(Hobby&Eberly)	11 (de fapt 9,5)	sferic multi-segment	Mt. Fowlkes, Texac, SUA	SUA, Germania
MMT		celular gros	Mt. Hopkins, Arizona, SUA	STATELE UNITE ALE AMERICII
MAGELLAN două telescoape		celular gros	Las Campanas, Chile	STATELE UNITE ALE AMERICII
BTA SAO RAS		gros	Muntele Pastukhova, Karachay-Cherkessia	Rusia
GTC		analog al lui KECK II	La Palma, Insulele Canare, Spania	Spania 51%
SARE		analog NR	Sutherland, Africa de Sud	Republica Africa de Sud
ELT	35 (de fapt 28)	analog NR		STATELE UNITE ALE AMERICII	150-200 anteproiect
BUFNIŢĂ		sferic multisegment mental		Germania, Suedia, Danemarca etc.	Aproximativ 1000 avan-proiect

Telescop mare sud-african SALT

În anii 1970 Principalele observatoare din Africa de Sud au fost fuzionate în Observatorul Astronomic din Africa de Sud. Sediul central este situat în Cape Town. Principalele instrumente - patru telescoape (1,9-m, 1,0-m, 0,75-m și 0,5-m) - sunt situate la 370 km de oraș în interior, pe un deal care se ridică pe platoul uscat Karoo ( Karoo).

Observatorul Astronomic din Africa de Sud.
Turnul mare al telescopului sud-african
prezentate în secțiune. În fața ei sunt trei principale
telescoape de operare (1,9 m, 1,0 m și 0,75 m).

În 1948, în Africa de Sud a fost construit un telescop de 1,9 m, acesta fiind cel mai mare instrument din emisfera sudică. În anii 90. secolul trecut, comunitatea științifică și guvernul Africii de Sud au decis că astronomia sud-africană nu ar putea rămâne competitivă în secolul 21 fără un telescop mare modern. Inițial, a fost luat în considerare un telescop de 4 m, precum ESO NTT (New Technology Telescope) sau mai modern WIYN, la Kitt Peak Observatory. Cu toate acestea, în final, a fost ales conceptul de telescop mare - un analog al Telescopului Hobby-Eberly (HET) instalat la Observatorul McDonald (SUA). Proiectul a fost numit Telescop mare sud-african, în original - Telescopul mare din Africa de Sud (SARE).

Costul proiectului pentru un telescop din această clasă este foarte mic - doar 20 de milioane de dolari SUA. Mai mult, costul telescopului în sine este doar jumătate din această sumă, restul este costul turnului și al infrastructurii. Alte 10 milioane de dolari, conform estimărilor moderne, vor costa întreținerea instrumentului timp de 10 ani. Un cost atât de mic se datorează atât designului simplificat, cât și faptului că este creat ca un analog al celui deja dezvoltat.

SALT (respectiv, HET) sunt radical diferite de proiectele anterioare de telescoape optice mari (in infraroșu). Axa optică a SALT este setată la un unghi fix de 35° față de direcția zenitală, iar telescopul este capabil să se rotească în azimut pentru un cerc complet. În timpul sesiunii de observare, instrumentul rămâne staționar, iar sistemul de urmărire, situat în partea sa superioară, asigură urmărirea obiectului într-o secțiune de 12° de-a lungul cercului de altitudine. Astfel, telescopul face posibilă observarea obiectelor într-un inel de 12° lățime în regiunea cerului care se află la 29 - 41° distanță de zenit. Unghiul dintre axa telescopului și direcția zenitală poate fi schimbat (nu mai mult de o dată la câțiva ani) prin studierea diferitelor regiuni ale cerului.

Diametrul oglinzii principale este de 11 m. Cu toate acestea, aria sa maximă utilizată pentru imagistică sau spectroscopie corespunde unei oglinzi de 9,2 m. Este format din 91 de segmente hexagonale, fiecare cu un diametru de 1 m. Toate segmentele au o suprafață sferică, ceea ce reduce foarte mult costul producției lor. Apropo, semifabricatele segmentelor au fost realizate la Uzina de sticlă optică Lytkarino, acolo a fost efectuată prelucrarea primară, lustruirea finală este efectuată (la momentul scrierii articolului nu a fost încă finalizat) de către Kodak. Corectorul Gregory, care înlătură aberațiile sferice, este eficient în regiunea 4?. Lumina poate fi transmisă prin fibre optice către spectrografe de diferite rezoluții în încăperi controlate termostatic. De asemenea, este posibil să setați un instrument de lumină în focalizare directă.

Telescopul Hobby-Eberle și, prin urmare, SALT, sunt concepute în esență ca instrumente spectroscopice pentru lungimi de undă în intervalul 0,35-2,0 µm. SARE este cea mai competitivă din punct de vedere științific atunci când se observă obiecte astronomice care sunt distribuite uniform pe cer sau sunt situate în grupuri de câteva minute de arc. Deoarece telescopul va funcționa în modul lot ( programat la coadă), studiile de variabilitate pe parcursul unei zile sau mai mult sunt deosebit de eficiente. Gama de sarcini pentru un astfel de telescop este foarte largă: studii ale compoziției chimice și evoluției Căii Lactee și a galaxiilor din apropiere, studiul obiectelor cu deplasare către roșu mare, evoluția gazului în galaxii, cinematica gazelor, stelelor și nebuloase planetare din galaxii îndepărtate, căutarea și studiul obiectelor optice identificate cu surse de raze X. Telescopul SALT este situat deasupra telescoapelor Observatorului din Africa de Sud, la aproximativ 18 km est de satul Sutherland ( Sutherland) la o altitudine de 1758 m. Coordonatele sale sunt 20 ° 49 "longitudine estică și 32 ° 23" latitudine sudică. Construcția turnului și a infrastructurii a fost deja finalizată. Călătoria cu mașina din Cape Town durează aproximativ 4 ore. Sutherland este situat departe de toate orașele principale, așa că are cerul foarte senin și întunecat. Studiile statistice ale rezultatelor observațiilor preliminare, care au fost efectuate de mai bine de 10 ani, arată că proporția nopților fotometrice depășește 50%, iar nopțile spectroscopice în medie 75%. Deoarece acest telescop mare este optimizat în primul rând pentru spectroscopie, 75% este o cifră perfect acceptabilă.

Calitatea medie a imaginii atmosferice măsurată de monitorul DIMM (Diferential Motion Image Monitor) a fost de 0,9". Acest sistem este plasat puțin peste 1 m deasupra solului. Rețineți că calitatea imaginii optice a SALT este de 0,6". Acest lucru este suficient pentru lucrul la spectroscopie.

Proiecte de telescop extrem de mari ELT și GSMT

În SUA, Canada și Suedia, mai multe proiecte de telescoape de clasa 30 sunt dezvoltate simultan - ELT, MAXAT, CELT etc. Există cel puțin șase astfel de proiecte. În opinia mea, cele mai avansate dintre ele sunt proiectele americane ELT și GSMT.

Proiectul ELT (Telescop Extrem de Mare - Telescop Extrem de Mare) - o copie mai mare a telescopului HET (și SALT), va avea un diametru al pupilei de intrare de 28 m cu un diametru al oglinzii de 35 m. Telescopul va atinge o putere de penetrare cu un ordin de mărime mai mare decât cea a telescoapelor moderne de clasa 10. . Costul total al proiectului este estimat la aproximativ 100 de milioane de dolari SUA. Este dezvoltat la Universitatea din Texas (Austin), unde a fost deja acumulată experiență în construirea telescopului HET, Universitatea din Pennsylvania și Observatorul McDonald. Acesta este cel mai realist proiect de implementat cel târziu la mijlocul următorului deceniu.

Proiectul GSMT (Giant Segmented Mirror Telescope - Telescop gigant cu oglindă segmentată) poate fi considerată într-o oarecare măsură unirea proiectelor MAXAT (Maximum Aperture Telescope) și CELT (California Extremely Lerge Telescope). Modul competitiv de dezvoltare și proiectare a unor astfel de instrumente costisitoare este extrem de util și este folosit în practica mondială. Decizia finală cu privire la GSMT nu a fost încă luată.

Telescopul GSMT este semnificativ mai avansat decât ELT, iar costul său va fi de aproximativ 700 de milioane de dolari SUA. Aceasta este mult mai mare decât cea a ELT datorită introducerii asferic oglinda principală și cea planificată viraj complet

Telescopul OWL uimitor de mare

Cel mai ambițios proiect de la începutul secolului XXI. este, desigur, un proiect BUFNIŢĂ (Telescop copleșitor de mare - Telescop uimitor de mare). OWL este proiectat de Observatorul European de Sud ca un telescop alt-azimutal cu un primar sferic segmentat și oglinzi secundare plate. Pentru corectarea aberației sferice se introduce un corector cu 4 elemente cu diametrul de aproximativ 8 m. La crearea OWL se folosesc tehnologii deja dezvoltate în proiectele moderne: optică activă (ca la telescoapele NTT, VLT, Subaru, Gemini), care permite obtinerea unei imagini de calitate optima; Segmentarea oglinzii primare (ca pe Keck, HET, GTC, SALT), design cu costuri reduse (ca pe HET și SALT) și optică adaptivă în mai multe etape în curs de dezvoltare ( „Pământ și Univers”, 2004, nr. 1).

Telescopul uimitor de mare (OWL) este proiectat de Observatorul European de Sud. Principalele sale caracteristici sunt: diametrul pupilei de intrare este de 100 m, aria suprafeței de colectare este de peste 6000 mp. m, sistem de optică adaptivă în mai multe etape, calitatea imaginii de difracție pentru partea vizibilă a spectrului - în câmpul 30", pentru infraroșu apropiat - în câmpul 2"; câmpul limitat de calitatea imaginii permisă de atmosferă (vedere) este de 10"; deschiderea relativă este f/8; domeniul spectral de lucru este de 0,32-2 microni. Telescopul va cântări 12,5 mii de tone.

Trebuie remarcat faptul că acest telescop va avea un câmp de lucru uriaș (sute de miliarde de pixeli obișnuiți!). Câte receptoare puternice pot fi plasate pe acest telescop!

A fost adoptat conceptul de punere în funcțiune treptată a OWL. Se propune să începeți utilizarea telescopului cu 3 ani înainte de umplerea oglinzii primare. Planul este de a umple deschiderea de 60 m până în 2012 (dacă finanțarea se deschide în 2006). Costul proiectului nu depășește 1 miliard de euro (cea mai recentă estimare este de 905 milioane de euro).

perspective rusești

În urmă cu aproximativ 30 de ani, un telescop de 6 m a fost construit și pus în funcțiune în URSS BTA (Telescop mare azimutal). Timp de mulți ani a rămas cel mai mare din lume și, desigur, a fost mândria științei ruse. BTA a demonstrat o serie de soluții tehnice originale (de exemplu, instalarea alt-azimut cu ghidare computer), care mai târziu a devenit standardul tehnic mondial. BTA este încă un instrument puternic (în special pentru studii spectroscopice), dar la începutul secolului XXI. s-a regăsit deja doar în al doilea zece telescoape ca mărime din lume. În plus, degradarea treptată a oglinzii (acum calitatea acesteia s-a deteriorat cu 30% față de originală) o scoate din lista instrumentelor eficiente.

Odată cu prăbușirea URSS, BTA a rămas practic singurul instrument major disponibil cercetătorilor ruși. Toate bazele de observare cu telescoape de dimensiuni moderate din Caucaz și Asia Centrală și-au pierdut semnificativ semnificația ca observatoare obișnuite din cauza mai multor motive geopolitice și economice. Acum au început lucrările de refacere a legăturilor și structurilor, dar perspectivele istorice pentru acest proces sunt vagi și, în orice caz, va dura mulți ani doar pentru a restabili parțial ceea ce s-a pierdut.

Desigur, dezvoltarea flotei de telescoape mari din lume oferă observatorilor ruși o oportunitate de a lucra în așa-numitul mod invitat. Alegerea unei astfel de căi pasive ar însemna invariabil că astronomia rusă va juca întotdeauna doar roluri secundare (dependente), iar lipsa unei baze pentru dezvoltările tehnologice interne ar duce la o întârziere din ce în ce mai adâncă, și nu numai în astronomie. Calea de ieșire este evidentă - o modernizare radicală a BTA, precum și participarea cu drepturi depline la proiecte internaționale.

Costul instrumentelor astronomice mari, de regulă, se ridică la zeci și chiar sute de milioane de dolari. Astfel de proiecte, cu excepția câtorva proiecte naționale realizate de cele mai bogate țări din lume, pot fi implementate doar pe baza cooperării internaționale.

Oportunități de cooperare în construcția telescoapelor de clasa 10 au apărut la sfârșitul secolului trecut, dar lipsa finanțării, sau mai bine zis interesul statului pentru dezvoltarea științei interne, a dus la pierderea acestora. În urmă cu câțiva ani, Rusia a primit o ofertă de a deveni partener în construcția unui instrument astrofizic major - Telescopul Marelui Canar (GTC) și proiectul SALT și mai atractiv din punct de vedere financiar. Din păcate, aceste telescoape sunt construite fără participarea Rusiei.

Marți am început să testăm noul instrument pe telescopul nostru Zeiss-1000. Al doilea cel mai mare telescop optic al observatorului nostru (colocvial - „metru”) este mult mai puțin cunoscut decât BTA de 6 metri și se pierde pe fundalul turnului său. Dar, în ciuda diametrului relativ modest, acesta este un instrument destul de căutat, folosit în mod activ atât de astronomii noștri, cât și de solicitanții externi. Mult timp este dedicat monitorizării - urmăririi schimbărilor în luminozitatea și spectrul obiectelor variabile: nuclee galactice active, surse de explozii de raze gamma, sisteme binare cu pitice albe, stele neutronice, găuri negre și alte obiecte care se ard. Recent, pe listă au fost adăugate și tranzitele planetelor extrasolare.
În vremuri străvechi, când încă nu observam de la distanță, intrând dimineața în camera de pe turnul BTA, uneori faceam tradiționala „poză obosită de la BTA” - zori peste turnul îngrijit Zeiss-1000. Cam așa, când norii se întind la orizont și se contopesc cu zăpada, dacă e iarnă:

Înainte de asta, a trebuit să lucrez eu la contor doar de câteva ori și cu foarte mult timp în urmă, în special, am primit date pentru prima mea publicație despre el (fotometria galaxiei prăfuite NGC972).

O mică poveste foto despre locuri în care turiștii nu le vizitează des.

Telescop într-o configurație rară - focalizarea Cassegrain nu are echipament:

Profit de ocazie să fac o fotografie cu propria mea reflecție în oglinda secundară:

Ies în zona din jurul domului și fac o poză a telescopului prin viziera deschisă. Observați lambriurile din lemn ale domului. Telescopul a fost furnizat din RDG complet cu clădirea:

Pe de altă parte, pe acoperiș sunt camere all-sky, a căror imagine este transmisă în rețea. Mai jos - valea râului Bolshoy Zelenchuk:

În dreapta - cupola celui de-al treilea telescop al nostru, cel mai mic - "Zeiss-600". Luna răsare lângă Elbrus.

Ambele prim-planuri:

Panoramă a complexului de turnuri BTA cu o megamacara, soarele apune undeva deasupra

Salut tovarăși. Ceva ce vă voi spune mai ales obiecte uzate, dar coșuri de gunoi. Să vizităm un obiect activ - un adevărat observator astrofizic cu un telescop imens.

Deci, iată-l, un observator astrofizic special al Academiei Ruse de Științe, cunoscut sub numele de codul obiect 115.
Este situat în Caucazul de Nord, la poalele Muntelui Pastukhovaya, în districtul Zelenchuksky din Republica Rusă Karachay-Cerkess (satul Nizhny Arkhyz și satul Zelenchukskaya). În prezent, observatorul este cel mai mare centru astronomic rus pentru observații terestre ale Universului, care are telescoape mari: un reflector optic BTA de șase metri și radiotelescopul inel RATAN-600. Fondată în iunie 1966.

Poza 2.

Cu această macara portal s-a construit observatorul.

Poza 3.

Pentru mai multe detalii, puteți citi http://www.sao.ru/hq/sekbta/40_SAO/SAO_40/SAO_40.htm aici.

Fotografie 4.

Observatorul a fost creat ca centru de utilizare colectivă pentru a asigura funcționarea telescopului optic BTA (Large Azimuthal Telescope) cu diametrul oglinzii de 6 metri și a radiotelescopului RATAN-600 cu diametrul antenei inelare de 600 de metri, apoi cel mondial. cele mai mari instrumente astronomice. Au fost puse în funcțiune în 1975-1977 și sunt concepute pentru a studia obiecte din spațiul apropiat și îndepărtat folosind metode de astronomie terestre.

Fotografie 5.

Fotografia 6.

Poza 7.

Fotografia 8.

Fotografie 9.

Fotografie 10.

Fotografie 11.

Privind la această ușă futuristă, vrei doar să intri și să simți toată puterea.

Fotografie 12.

Fotografie 13.

Iată-ne înăuntru.

Fotografie 14.

Fotografie 15.

În fața noastră este vechiul panou de control. Aparent nu merge.

Fotografie 16.

Fotografie 17.

Fotografie 18.

Fotografie 19.

Fotografie 20.

Fotografie 21.

Fotografie 22.

Fotografie 23.

Și aici este cel mai interesant. BTA - „telescop mare azimutal”. Această minune a fost cel mai mare telescop din lume din 1975, când a depășit telescopul Hale de 5 metri al Observatorului Palomar, până în 1993, când telescopul Keck cu o oglindă segmentată de 10 metri a devenit operațional.

Fotografie 24.

Da,

acest Kek.

BTA este un telescop reflectorizant. Oglinda principală cu diametrul de 605 cm are forma unui paraboloid de revoluție. Distanța focală a oglinzii este de 24 de metri, greutatea oglinzii fără cadru este de 42 de tone. Schema optică a BTA prevede funcționarea în focalizarea principală a oglinzii primare și a două focare Nesmith. În ambele cazuri, se poate aplica un corector de aberații.

Telescopul este montat pe o montură alt-azimutală. Masa părții mobile a telescopului este de aproximativ 650 de tone. Masa totală a telescopului este de aproximativ 850 de tone.

Fotografie 25.

Proiectant șef - Doctor în Științe Tehnice Bagrat Konstantinovich Ioannisiani (LOMO).

Fotografie 26.

Sistemul optic al telescopului a fost fabricat la Asociația opto-mecanică din Leningrad. IN SI. Lenin (LOMO), Uzina de sticlă optică Lytkarino (LZOS), Institutul optic de stat. S. I. Vavilova (GOI).
Pentru fabricarea sa, au fost construite chiar și ateliere separate care nu aveau analogi.
Știi că?
- Blankul pentru oglindă, turnat în 1964, s-a răcit mai bine de doi ani.
- Pentru prelucrarea piesei de prelucrat s-au folosit 12.000 de carate de diamante naturale sub formă de pulbere; prelucrarea cu o mașină de șlefuit fabricată la uzina de mașini-unelte grele Kolomna a fost efectuată timp de 1,5 ani.
- Greutatea semifabricatului pentru oglinda a fost de 42 de tone.
- În total, crearea unei oglinzi unice a durat 10 ani.

Fotografie 27.

Fotografie 28.

Oglinda principală a telescopului este supusă unei deformări termice, ca toate telescoapele uriașe de acest tip. Dacă temperatura oglinzii se schimbă mai repede de 2° pe zi, rezoluția telescopului scade cu un factor de unu și jumătate. Prin urmare, în interior sunt instalate aparate de aer condiționat speciale pentru a menține un regim optim de temperatură. Este interzisă deschiderea cupolei telescopului când diferența de temperatură între exterior și interiorul turnului este mai mare de 10°, deoarece astfel de schimbări de temperatură pot duce la distrugerea oglinzii.

Fotografie 29.

Fotografie 30.

plumb

Fotografie 31.

Din păcate, Caucazul de Nord nu este cel mai bun loc pentru un astfel de megadispozitiv. Cert este că în munți, deschisi tuturor vânturilor, există o turbulență foarte mare a atmosferei, care înrăutățește semnificativ vizibilitatea și nu permite folosirea întregii puteri a acestui telescop.

Fotografia 32.

Fotografia 33.

La 11 mai 2007, transportul primei oglinzi primare BTA la Uzina de sticlă optică Lytkarinsky (LZOS), care a produs-o, a început în scopul modernizării profunde. A doua oglindă primară este acum instalată pe telescop. După procesare în Lytkarino - îndepărtarea a 8 milimetri de sticlă de pe suprafață și relustruire, telescopul ar trebui să intre în topul celor mai precise zece din lume. Actualizarea a fost finalizată în noiembrie 2017. Instalarea și începerea cercetărilor sunt programate pentru 2018.

Fotografia 34.