Вдали от суеты и огней цивилизации, в безлюдных пустынях и на вершинах гор стоят величественные титаны, чей взор всегда направлен на звездное небо. Одни стоят уже десятки лет, а другим только предстоит увидеть свои первые звезды. Сегодня мы узнаем, где находятся 10 самых больших телескопов в мире, и познакомимся с каждым из них отдельно.
10. Large Synoptic Survey Telescope (LSST)
Телескоп находится на вершине Серо-Пачон на высоте 2682 м над уровнем моря. По типу он относится к оптическим рефлекторам. Диаметр основного зеркала составляет 8,4 м. Первый свет (термин, означающий первое использование телескопа по прямому назначению) LSST увидит в 2020 году. А полноценно работать аппарат начнет с 2022 года. Несмотря на то что телескоп находится за пределами США, его строительство финансируют американцы. Одним из них стал Бил Гейтс, который вложил 10 млн долларов. В общей сложности проект будет стоить 400 млн.
Главная задача телескопа - фотографировать ночное небо с периодичностью в несколько ночей. Для этого у аппарата имеется камера на 3,2 гигапикселя. LSST имеет большой угол обзора - 3,5 градуса. Луна и Солнце, к примеру, в том виде, в котором их можно созерцать с Земли, занимают только полградуса. Такие широкие возможности обусловлены внушительным диаметром телескопа и его уникальной конструкцией. Дело в том, что здесь вместо двух привычных зеркал используется три. Это не самый большой телескоп в мире, однако он может стать одним из самых продуктивных.
Научные цели проекта: поиск следов темной материи; картографирование Млечного пути; обнаружение взрывов новых и сверхновых; отслеживание небольших объектов Солнечной системы (астероиды и кометы), в частности тех, которые проходят в непосредственной близости с Землей.
9. Большой южноафриканский телескоп (SALT)
Данный аппарат также представляет собой оптический рефлектор. Он находится в Южно-Африканской республике, на вершине холма, в полупустынной местности близ поселения Сутерланд. Высота телескопа составляет 1798 м. Диметр основного зеркала - 11/9,8 м.
Это не самый большой телескоп в мире, но самый крупный в южном полушарии. Строительство аппарата обошлось в 36 млн долларов. Треть из них выделило правительство ЮАР. Остаток суммы был распределен между Германией, Великобританией, Польшей, Америкой и Новой Зеландией.
Первый снимок установки SALT состоялся в 2005 году, практически сразу после окончания строительных работ. Как для оптических телескопов, его конструкция довольно нестандартна. Однако она получила широкое распространение среди новейших представителей крупных телескопов. Основное зеркало состоит из 91 шестиугольного элемента, каждый из которых имеет диаметр в 1 метр. Для достижения определенных целей и улучшения видимости все зеркала могут регулироваться по углу.
SALT создан для спектрометрического и визуального анализа излучения, исходящего от астрономических объектов, находящихся вне поля видимости телескопов, расположенных в северном полушарии. Сотрудники телескопа наблюдают за квазарами, дальними и близкими галактиками, а также отслеживают эволюцию звезд.
Аналогичный телескоп есть и в Америке - Hobby-Eberly Telescope. Он располагается в пригороде Техаса и практически полностью совпадает по конструкции с установкой SALT.
8. Keck I и II
Два телескопа Keck соединены в систему, которая создает единое изображение. Располагаются они на Гавайях на горе Мауна Кеа. составляет 4145 м. По типу телескопы также относятся к оптическим рефлекторам.
Обсерватория Keck располагается в одном из наиболее благоприятных (с точки зрения астроклимата) мест на Земле. Это значит, что вмешательство атмосферы в наблюдения здесь минимально. Поэтому обсерватория Keck стала одной из наиболее эффективных в истории. И это притом, что самый большой телескоп в мире расположен не здесь.
Основные зеркала телескопов Keck полностью идентичны между собой. Они, подобно телескопу SALT, состоят из комплекса подвижных элементов. Здесь их по 36 на каждый из аппаратов. По форме зеркала представляют собой шестиугольник. Обсерватория может наблюдать за небом в оптическом и в инфракрасном диапазоне. Keck проводит широкий спектр основных исследований. Кроме того, он на сегодняшний день считается одним из наиболее эффективных наземных телескопов по поиску экзопланет.
7. Большой Канарский телескоп (GTC)
Мы продолжаем отвечать на вопрос о том, где находится самый большой телескоп в мире. На этот раз любопытство занесло нас в Испанию, на Канарские острова, а точнее на острове Ла Пальма, где находится телескоп GTC. Высота конструкции над уровнем моря составляет 2267 м. Диаметр основного зеркала - 10,4 м. Это также оптический рефлектор. Возведение телескопа завершилось в 2009 году. Открытие посетил Хуан Карлос I - король Испании. Проект обошелся в 130 млн евро. 90 % суммы выделило правительство Испании. Остальные 10 % были поровну поделены между Мексикой и университетом Флориды.
Телескоп может наблюдать за звездным небом в оптическом и в среднем инфракрасном диапазоне. Благодаря инструментам Osiris и CanariCam он может проводить поляриметрические, спектрометрические и коронографические исследования космических объектов.
6. Обсерватория "Аресибо"
В отличие от предыдущих, данная обсерватория является радиорефлектором. Диаметр основного зеркала составляет (внимание!) 304,8 метра. Находится это чудо техники в Пуэрто-Рико на высоте 497 м над уровнем моря. И это еще не самый большой телескоп в мире. Название лидера вы узнаете чуть ниже.
Гигантский телескоп не единожды попадал в объектив кинокамеры. Помните финальную схватку между Джеймсом Бондом и его противником в картине «Золотой Глаз»? Так вот она проходила именно здесь. Телескоп был запечатлен в научно-фантастическом фильме Карла Сагана «Контакт» и многих других кинолентах. Радиотелескоп фигурировал также в видеоиграх. В частности, в карте Rogue Transmission игрушки Battlefield 4. Столкновение между военными происходит вокруг конструкции, полностью имитирующей Arecibo.
Долгое время считалось, что Arecibo - самый большой телескоп в мире. Фото этого гиганта наверняка видел каждый второй житель Земли. Выглядит он довольно необычно: тарелка огромных размеров, помещенная в естественную покрытая алюминием и окруженная густыми джунглями. Над тарелкой подвешен передвижной облучатель, который держится на 18 тросах. Они, в свою очередь, крепятся на трех высоких башнях, установленных по краям тарелки. Благодаря таким габаритам «Аресибо» может ловить широкий диапазон (длина волны - от 3 см до 1 м) электромагнитного излучения.
Радиотелескоп был введен в эксплуатацию еще в 60-х годах. Он фигурировал в огромном количестве исследований, одно из которых удостоилось Нобелевской премии. В конце 90-х обсерватория стала одним из ключевых инструментов проекта поиска инопланетной жизни.
5. Большой массив в пустыне Атакама (ALMA)
Пришло время рассмотреть самый дорогой из действующих наземных телескопов. Он представляет собой радиоинтерферометр, который находится в на высоте в 5058 м над уровнем моря. Интерферометр состоит из 66 радиотелескопов, которые имеют диаметр в 12 или 7 метров. Проект обошелся в 1,4 млрд долларов. Его финансировали Америка, Япония, Канада, Тайвань, Европа и Чили.
ALMA предназначен для исследования миллиметровых и субмиллиметровых волн. Для аппарата такого рода наиболее благоприятным является высокогорный сухой климат. Телескопы доставлялись на место постепенно. Первая радиоантенна была запущена в 2008, а последняя - в 2013 году. Главная научная цель интерферометра - исследование эволюции космоса, в частности рождения и развития звезд.
4. Гигантский Магеланов телескоп (GMT)
Ближе к юго-западу, в той же пустыне, что и ALMA, на высоте 2516 м над уровнем моря строится телескоп GMT диаметром 25,4 м. По типу он относится к оптическим рефлекторам. Это совместный проект Америки и Австралии.
Основное зеркало будет включать в себя один центральный и шесть окружающих его изогнутых сегментов. Кроме рефлектора, телескоп оснащается адаптивной оптикой нового класса, позволяющей добиться минимального уровня искажений атмосферы. Как результат, снимки будут в 10 раз точнее, чем с космического телескопа «Хаббл».
Научные цели GMT: поиск экзопланет; исследование звездной, галактической и планетарной эволюции; изучение черных дыр и многое другое. Работы по возведению телескопа должны завершиться к 2020 году.
Thirty Meter Telescope (TMT). Данный проект по своим параметрам и целям схож с телескопами GMT и Keck. Он будет находиться на гавайской горе Мауна-Кеа, на высоте 4050 м над уровнем моря. Диаметр основного зеркала телескопа составляет 30 метров. В оптическом рефлекторе TMT применено зеркало, разделенное на множество шестиугольных частей. Только по сравнению с Keck габариты аппарата в три раза больше. Строительство телескопа до сих пор не началось из-за проблем с местной администрацией. Дело в том, что гора Мауна-Кеа является священной для коренных гавайцев. Стоимость проекта составляет 1,3 млрд долларов. В инвестировании примут участие главным образом Индия и Китай.
3. 50-метровый сферический телескоп (FAST)
Вот он, самый большой телескоп в мире. 25 сентября 2016 года в Китае была запущена обсерватория (FAST), созданная для исследования космоса и поиска в нем признаков разумной жизни. Диметр устройства составляет целых 500 метров, поэтому оно получило статус «Самый большой в мире телескоп». Китай начал строительство обсерватории в 2011 году. Проект обошелся стране в 180 млн долларов. Местные власти даже пообещали, что переселят порядка 10 тысяч человек, которые проживают в 5-километровой зоне около телескопа, для создания идеальных условий для мониторинга.
Таким образом, «Аресибо» больше не самый большой в мире телескоп. Китай забрал этот титул у Пуэрто-Рико.
2. Square Kilometer Array (SKA)
Если проект данного радиоинтерферометра благополучно завершится, то обсерватория SKA будет в 50 раз превосходить по мощности крупнейшие из существующих радиотелескопов. Своими антеннами она покроет площадь порядка 1 квадратного километра. По структуре проект напоминает телескоп ALMA, однако по габаритам он значительно превосходит чилийскую установку. На сегодняшний день есть два варианта развития событий: строительство 30 телескопов с антеннами в 200 м или возведение 150-ти 90-метровых телескопов. В любом случае по задумке ученых обсерватория будет иметь протяжность в 3000 км.
SKA будет размещаться сразу на территории двух государств - ЮАР и Австралии. Стоимость проекта составляет порядка 2 млрд долларов. Сумма поделена между 10 странами. К 2020 году планируется завершение проекта.
1. Чрезвычайно большой Европейский телескоп (E-ELT)
В 2025 году на полную мощность выйдет оптический телескоп, который превысит размеры TMT на целых 10 метров и разместится в Чили на вершине горы Серро Армазонес, на высоте в 3060 м. Это будет самый большой оптический телескоп в мире.
Его основное практически 40-метровое зеркало будет включать в себя почти 800 подвижных частей, диаметром в полтора метра каждая. Благодаря таким габаритам и современной адаптивной оптике, E-ELT сможет находить планеты, подобные Земле, и изучать состав их атмосферы.
Самый большой зеркальный телескоп в мире займется также изучением процесса формирования планет и другими фундаментальными вопросами. Цена проекта составляет порядка 1 млрд евро.
Самый большой космический телескоп в мире
Космические телескопы не нуждаются в таких габаритах, как земные, так как за счет отсутствия влияния атмосферы они могут показывать великолепные результаты. Поэтому в данном случае правильнее сказать "самый мощный", а не "самый большой" телескоп в мире. "Хаббл" - космический телескоп, прославившийся на весь мир. Его диаметр составляет без малого два с половиной метра. При этом разрешающая способность аппарата в десяток раз больше, чем если бы он находился на Земле.
На смену "Хабблу" в 2018 году придет более мощный Его диаметр составит 6,5 м, а зеркало будет состоять из нескольких частей. Размещаться, по задумке создателей, "Джеймс Вебб" будет в L2, в постоянной тени Земли.
Заключение
Сегодня мы познакомились с десятком наиболее масштабных телескопов в мире. Теперь вы знаете, какими гигантскими и высокотехнологичными могут быть конструкции, обеспечивающие изучение космоса, а также сколько денег тратится на возведение этих телескопов.
Вдали от огней и шума цивилизации, на вершинах гор и в безлюдных пустынях живут титаны, чьи многометровые глаза всегда обращены к звездам. Naked Science подобрал 10 крупнейших наземных телескопов: одни созерцают космос уже много лет, другим лишь предстоит увидеть «первый свет».
10. Large Synoptic Survey Telescope
Диаметр главного зеркала: 8,4 метра
Местонахождение: Чили, пик горы Серо-Пачон, 2682 метра над уровнем моря
Тип: рефлектор, оптический
Хотя LSST будет располагаться в Чили, это проект США и его строительство целиком финансируют американцы, в том числе Билл Гейтс (лично вложил 10 миллионов долларов из необходимых 400).
Предназначение телескопа - фотографирование всего доступного ночного неба раз в несколько ночей, для этого аппарат оснащен 3,2 гигапиксельной фотокамерой. LSST выделяется очень широким углом обзора в 3,5 градуса (для сравнения - Луна и Солнце, как они видны с Земли, занимают всего 0,5 градуса). Подобные возможности объясняются не только внушающим диаметром главного зеркала, но и уникальностью конструкции: вместо двух стандартных зеркал LSST использует три.
Среди научных целей проекта заявлены поиск проявлений темной материи и темной энергии, картографирование Млечного пути, детектирование кратковременных событий вроде взрывов новых или сверхновых, а также регистрация малых объектов Солнечной системы вроде астероидов и комет, в частности, вблизи Земли и в Поясе Койпера.
Ожидается, что LSST увидит «первый свет» (распространенный на Западе термин, означает момент, когда телескоп впервые используется по прямому назначению) в 2020 году. На данный момент идет строительство, выход аппарата на полное функционирование запланирован на 2022 год.
Large Synoptic Survey Telescope, концепт / LSST Corporation
9. South African Large Telescope
Диаметр главного зеркала: 11 x 9,8 метров
Местонахождение: ЮАР, вершина холма недалеко от поселения Сутерланд, 1798 метров над уровнем моря
Тип: рефлектор, оптический
Самый большой оптический телескоп южного полушария располагается в ЮАР, в полупустынной местности недалеко от города Сутерланд. Треть из 36 миллионов долларов, необходимых для конструирования телескопа, вложило правительство ЮАР; остальная часть поделена между Польшей, Германией, Великобританией, США и Новой Зеландией.
Свой первый снимок SALT сделал в 2005 году, немногим после окончания строительства. Его конструкция довольно нестандартна для оптических телескопов, однако широко распространена среди поколения новейших «очень больших телескопов»: главное зеркало не едино и состоит из 91 шестиугольного зеркала диаметром в 1 метр, угол наклона каждого из которых может регулироваться для достижения определенной видимости.
Предназначен для проведения визуального и спектрометрического анализа излучения астрономических объектов, недоступных телескопам северного полушария. Сотрудники SALT занимаются наблюдениями квазаров, близких и далеких галактик, а также следят за эволюцией звезд.
Аналогичный телескоп есть в Штатах, он называется Hobby-Eberly Telescope и расположен в Техасе, в местечке Форт Дэвис. И диаметр зеркала, и его технология почти полностью совпадают с SALT.
South African Large Telescope / Franklin Projects
8. Keck I и Keck II
Диаметр главного зеркала: 10 метров (оба)
Местонахождение: США, Гавайи, гора Мауна Кеа, 4145 метров над уровнем моря
Тип: рефлектор, оптический
Оба этих американских телескопа соединены в одну систему (астрономический интерферометр) и могут работать вместе, создавая единое изображение. Уникальное расположение телескопов в одном из лучших мест на Земле с точки зрения астроклимата (степень вмешательства атмосферы в качество астрономических наблюдений) превратило Keck в одну из самых эффективных обсерваторий в истории.
Главные зеркала Keck I и Keck II идентичны между собой и подобны по своей структуре телескопу SALT: они состоят из 36 шестиугольных подвижных элементов. Оборудование обсерватории позволяет наблюдать небо не только в оптическом, но и в ближнем инфракрасном диапазоне.
Помимо основной части широчайшего спектра исследований, Keck является на данный момент одним из самых эффективных наземных инструментов в поиске экзопланет.
Keck на закате / SiOwl
7. Gran Telescopio Canarias
Диаметр главного зеркала: 10,4 метров
Местонахождение: Испания, Канарские острова, остров Ла Пальма, 2267 метров над уровнем моря
Тип: рефлектор, оптический
Строительство GTC закончилось в 2009 году, тогда же обсерватория и была официально открыта. На церемонию приехал даже король Испании Хуан Карлос I. Всего на проект было потрачено 130 миллионов евро: 90% профинансировала Испания, а остальные 10% поровну поделили Мексика и Университет Флориды.
Телескоп способен наблюдать за звездами в оптическом и среднем инфракрасном диапазоне, обладает инструментами CanariCam и Osiris, которые позволяют GTC проводить спектрометрические, поляриметрические и коронографические исследования астрономических объектов.
Gran Telescopio Camarias / Pachango
6. Arecibo Observatory
Диаметр главного зеркала: 304,8 метров
Местонахождение: Пуэрто-Рико, Аресибо, 497 метров над уровнем моря
Тип: рефлектор, радиотелескоп
Один из самых узнаваемых телескопов в мире, радиотелескоп в Аресибо не раз попадал в объективы кинокамер: к примеру, обсерватория фигурировала в качестве места финальной конфронтации между Джеймсом Бондом и его антагонистом в фильме «Золотой Глаз», а также в научно-фантастической экранизации романа Карла Сагана «Контакт».
Этот радиотелескоп попал даже в видеоигры - в частности, в одной из карт сетевого режима Battlefield 4, которая называется Rogue Transmission, военное столкновение между двумя сторонами происходит как раз вокруг конструкции, полностью скопированной с Аресибо.
Выглядит Аресибо действительно необычно: гигантская тарелка телескопа диаметром почти в треть километра помещена в естественную карстовую воронку, окруженную джунглями, и покрыта алюминием. Над ней подвешен подвижный облучатель антенны, поддерживаемый 18 тросами с трех высоких башен по краям тарелки-рефлектора. Гигантская конструкция позволяет Аресибо ловить электромагнитное излучение относительно большого диапазона - с длиной волны от от 3 см до 1 м.
Введенный в строй еще в 60-х годах, этот радиотелескоп использовался в бесчисленных исследованиях и успел помочь сделать ряд значительных открытий (вроде первого обнаруженного телескопом астероида 4769 Castalia). Однажды Аресибо даже обеспечил ученых Нобелевской премией: в 1974 году были награждены Халс и Тейлор за первое в истории обнаружение пульсара в двойной звездной системе (PSR B1913+16).
В конце 1990-х годов обсерватория также стала использоваться в качестве одного из инструментов американского проекта по поиску внеземной жизни SETI.
Arecibo Observatory / Wikimedia Commons
5. Atacama Large Millimeter Array
Диаметр главного зеркала: 12 и 7 метров
Местонахождение: Чили, пустыня Атакама, 5058 метров над уровнем моря
Тип: радиоинтерферометр
На данный момент этот астрономический интерферометр из 66 радиотелескопов 12-и и 7-метрового диаметра является самым дорогим действующим наземным телескопом. США, Япония, Тайвань, Канада, Европа и, конечно, Чили потратили на него около 1,4 миллиарда долларов.
Поскольку предназначением ALMA является изучение миллиметровых и субмиллиметровых волн, наиболее благоприятным для такого аппарата является сухой и высокогорный климат; этим объясняется расположение всех шести с половиной десятков телескопов на пустынном чилийском плато в 5 км над уровнем моря.
Телескопы доставлялись постепенно: первая радиоантенна начала функционировать в 2008 году, а последняя - в марте 2013 года, когда ALMA и был официально запущен на полную запланированную мощность.
Главной научной целью гигантского интерферометра является изучение эволюции космоса на самых ранних стадиях развития Вселенной; в частности, рождения и дальнейшей динамики первых звезд.
Радиотелескопы системы ALMA / ESO/C.Malin
4. Giant Magellan Telescope
Диаметр главного зеркала: 25,4 метров
Местонахождение: Чили, обсерватория Лас-Кампанас, 2516 метров над уровнем моря
Тип: рефлектор, оптический
Далеко к юго-западу от ALMA в той же пустыне Атакама строится еще один крупный телескоп, проект США и Австралии - GMT. Главное зеркало будет состоять из одного центрального и шести симметрично окружающих его и чуть изогнутых сегментов, образуя единый рефлектор диаметром более чем в 25 метров. Помимо огромного рефлектора, на телескоп будет установлена новейшая адаптивная оптика, которая позволит максимально устранить искажения, создаваемые атмосферой при наблюдениях.
Ученые рассчитывают, что эти факторы позволят GMT получать изображения в 10 раз более четкие, чем снимки Hubble, и вероятно даже более совершенные, чем у его долгожданного наследника - космического телескопа James Webb.
Среди научных целей GMT значится очень широкий спектр исследований - поиск и снимки экзопланет, исследование планетарной, звездной и галактической эволюции, изучение черных дыр, проявлений темной энергии, а также наблюдение самого первого поколения галактик. Рабочий диапазон телескопа в связи с заявленными целями - оптический, ближний и средний инфракрасный.
Закончить все работы предполагается к 2020 году, однако заявлено, что GMT может увидеть «первый свет» уже с 4 зеркалами, как только они окажутся введены в конструкцию. В данный момент идет работа по созданию уже четвертого зеркала.
Концепт Giant Magellan Telescope / GMTO Corporation
3. Thirty Meter Telescope
Диаметр главного зеркала: 30 метров
Местонахождение: США, Гавайи, гора Мауна Кеа, 4050 метров над уровнем моря
Тип: рефлектор, оптический
По своим целям и характеристикам TMT похож на GMT и гавайские телескопы Keck. Именно на успехе Keck и основан более крупный TMT с той же технологией разделенного на множество шестиугольных элементов главного зеркала (только в этот раз его диаметр в три раза больше), а заявленные исследовательские цели проекта почти полностью совпадают с задачами GMT, вплоть до фотографирования самых ранних галактик чуть ли не на краю Вселенной.
СМИ называют разную стоимость проекта, она варьируется от 900 миллионов до 1,3 миллиарда долларов. Известно, что желание участвовать в TMT выразили Индия и Китай, которые согласны взять на себя часть финансовых обязательств.
В данный момент выбрано место для строительства, однако до сих пор ведется противодействие некоторых сил в администрации Гавайев. Гора Мауна Кеа является священным местом для коренных гавайцев, и многие среди них категорически против строительства сверхкрупного телескопа.
Предполагается, что все административные проблемы уже очень скоро будут решены, а полностью завершить строительство планируется примерно к 2022 году.
Концепт Thirty Meter Telescope / Thirty Meter Telescope
2. Square Kilometer Array
Диаметр главного зеркала: 200 или 90 метров
Местонахождение: Австралия и Южная Африка
Тип: радиоинтерферометр
Если этот интерферометр будет построен, то он станет в 50 раз более мощным астрономическим инструментом, чем крупнейшие радиотелескопы Земли. Дело в том, что своими антеннами SKA должен покрыть площадь примерно в 1 квадратный километр, что обеспечит ему беспрецедентную чувствительность.
По структуре SKA очень напоминает проект ALMA, правда, по габаритам будет значительно превосходить своего чилийского собрата. На данный момент есть две формулы: либо строить 30 радиотелескопов с антеннами в 200 метров, либо 150 с диаметром в 90 метров. Так или иначе, протяженность, на которой будут размещены телескопы, будет составлять, согласно планам ученых, 3000 км.
Чтобы выбрать страну, где будет строиться телескоп, был проведен своего рода конкурс. В «финал» вышли Австралия и ЮАР, и в 2012 году специальная комиссия объявила свое решение: антенны будут распределены между Африкой и Австралией в общую систему, то есть SKA будет размещен на территории обеих стран.
Заявленная стоимость мегапроекта - 2 миллиарда долларов. Сумма разделена между целым рядом стран: Великобританией, Германией, Китаем, Австралией, Новой Зеландией, Нидерландами, ЮАР, Италией, Канадой и даже Швецией. Предполагается, что строительство будет полностью завершено к 2020 году.
Художественное изображение 5-километрового ядра SKA / SPDO/Swinburne Astronomy Production
1. European Extremely Large Telescope
Диаметр главного зеркала: 39.3 метра
Местонахождение: Чили, вершина горы Серро Армазонес, 3060 метров
Тип: рефлектор, оптический
На пару лет - возможно. Однако к 2025 году на полную мощность выйдет телескоп, который превзойдет TMT на целый десяток метров и который, в отличии от гавайского проекта, уже находится на стадии строительства. Речь идет о бесспорном лидере среди новейшего поколения крупных телескопов, а именно о Европейском очень большом телескопе, или E-ELT.
Его главное почти 40-метровое зеркало будет состоять из 798 подвижных элементов диаметром в 1,45 метра. Это вместе с самой современной системой адаптивной оптики позволит сделать телескоп настолько мощным, что он, по мнению ученых, сможет не только находить планеты, подобные Земле по размерам, но и сможет с помощью спектрографа изучить состав их атмосферы, что открывает совершенно новые перспективы в изучении планет вне солнечной системы.
Помимо поиска экзопланет, E-ELT займется исследованием ранних стадий развития космоса, попробует измерить точное ускорение расширения Вселенной, проверит физические константы на, собственно, постоянство во времени; также этот телескоп позволит ученым глубже чем когда-либо погрузиться в процессы формирования планет и их первичный химический состав в поисках воды и органики - то есть, E-ELT поможет ответить на целый ряд фундаментальных вопросов науки, включая те, что затрагивают возникновение жизни.
Заявленная представителями Европейской южной обсерватории (авторами проекта) стоимость телескопа - 1 миллиард евро.
Концепт European Extremely Large Telescope / ESO/L. Calçada
Сравнение размеров E-ELT и египетских пирамид / Abovetopsecret
Телескоп «Джеймс Уэбб» - это орбитальная инфракрасная обсерватория, которая должна заменить тот самый знаменитый космический телескоп «Хаббл».
Это очень сложный механизм. Работа над его идет около 20 лет! «Джеймс Уэбб» будет обладать составным зеркалом 6,5 метров в диаметре и стоить около 6.8 млрд долларов. Для сравнения, диаметр зеркала «Хаббла» - «всего» 2.4 метра.
Посмотрим?
1. Телескоп «Джеймс Уэбб» должен быть размещен на гало-орбите в точке Лагранжа L2 системы Солнце - Земля. А в космосе холодно. Здесь показаны испытания, проводимые 30 марта 2012, направленные на изучение возможности противостоять холодным температурам пространства. (Фото Chris Gunn | NASA):
2. «Джеймс Уэбб» будет обладать составным зеркалом 6.5 метров в диаметре с площадью собирающей поверхности 25 м². Много это, или мало? (Фото Chris Gunn):
3. Сравним с «Хабблом». Зеркало «Хаббла» (слева) и «Уэбба» (справа) в одном масштабе:
4. Полномасштабная модель космического телескопа Джеймса Уэбба в Остине, штат Техас, 8 марта 2013. (Фото Chris Gunn):
5. Проект телескопа представляет собой международное сотрудничество 17 стран, во главе которых стоит NASA, со значительным вкладом Европейского и Канадского космических агентств. (Фото Chris Gunn):
6. Изначально запуск намечался на 2007 год, в дальнейшем переносился на 2014 и на 2015 год. Однако первый сегмент зеркала был установлен на телескоп лишь в конце 2015 года, а полностью главное составное зеркало было собрано только в феврале 2016 года.(Фото Chris Gunn):
7. Чувствительность телескопа и его разрешающая способность напрямую связаны с размером площади зеркала, которое собирает свет от объектов. Учёные и инженеры определили, что минимальный диаметр главного зеркала должен быть 6.5 метра, чтобы измерить свет от самых далёких галактик.
Простое изготовление зеркала, подобного зеркалу телескопа «Хаббл», но большего размера, было неприемлемо, так как его масса была бы слишком большой, чтобы можно было запустить телескоп в космос. Команде учёных и инженеров необходимо было найти решение, чтобы новое зеркало имело 1/10 массы зеркала телескопа «Хаббл» на единицу площади. (Фото Chris Gunn):
8. Не только у нас всё дорожает от начальной сметы. Так, стоимость телескопа «Джеймс Уэбб» превысила изначальные расчёты по меньшей мере в 4 раза. Планировалось, что телескоп обойдётся в 1,6 млрд долл. и будет запущен в 2011 году, однако по новым оценкам стоимость может составить 6.8 млрд, при этом запуск состоится не ранее 2018 года. (Фото Chris Gunn):
9. Это спектрограф ближнего инфракрасного диапазона. Он будет анализировать спектр источников, что позволит получать информацию как о физических свойствах исследуемых объектов (например, температуре и массе), так и об их химическом составе. (Фото Chris Gunn):
Телескоп позволит обнаруживать относительно холодные экзопланеты с температурой поверхности до 300 К (что практически равно температуре поверхности Земли), находящиеся дальше 12 а. е. от своих звёзд, и удалённые от Земли на расстояние до 15 световых лет. В зону подробного наблюдения попадут более двух десятков ближайших к Солнцу звезд. Благодаря «Джеймсу Уэббу» ожидается настоящий прорыв в экзопланетологии - возможностей телескопа будет достаточно не только для того, чтобы обнаруживать сами экзопланеты, но даже спутники и спектральные линии этих планет.
11. Инженеры тестируют в камере. систему подъема телескопа, 9 сентября 2014. (Фото Chris Gunn):
12. Исследование зеркал, 29 сентября 2014. Шестиугольная форма сегментов была выбрана не случайно. Она обладает высоким коэффициентом заполнения и имеет симметрию шестого порядка. Высокий коэффициент заполнения означает, что сегменты подходят друг к другу без зазоров. Благодаря симметрии 18 сегментов зеркала можно разделить на три группы, в каждой из которых настройки сегментов идентичны. Наконец, желательно, чтобы зеркало имело форму, близкую к круговой - для максимально компактного фокусирования света на детекторах. Овальное зеркало, например, дало бы вытянутое изображение, а квадратное послало бы много света из центральной области. (Фото Chris Gunn):
13. Очистка зеркала сухим льдом из двуокиси углерода. Тряпками здесь никто не трет. (Фото Chris Gunn):
14. Камера A — это гигантская испытательная камера с вакуумом, которая будет моделировать космическое пространства при испытаниях телескопа «Джеймса Уэбба», 20 мая 2015. (Фото Chris Gunn):
17. Размер каждого из 18 шестигранных сегментов зеркала составляет 1.32 метра от ребра до ребра. (Фото Chris Gunn):
18. Масса непосредственно самого́ зеркала в каждом сегменте - 20 кг, а масса всего сегмента в сборе - 40 кг. (Фото Chris Gunn):
19. Для зеркала телескопа «Джеймса Уэбба» используется особый тип бериллия. Он представляет собой мелкий порошок. Порошок помещается в контейнер из нержавеющей стали и прессуется в плоскую форму. После того как стальной контейнер удалён, кусок бериллия разрезается пополам, чтобы сделать две заготовки зеркала около 1.3 метра в поперечнике. Каждая заготовка зеркала используется для создания одного сегмента. (Фото Chris Gunn):
20. Затем поверхность каждого зеркала стачивается для придания формы, близкой к расчётной. После этого зеркало тщательно сглаживают и полируют. Этот процесс повторяется до тех пор, пока форма сегмента зеркала не станет близка к идеальной. Далее сегмент охлаждается до температуры −240 °C, и с помощью лазерного интерферометра производятся измерения размеров сегмента. Затем зеркало с учётом полученной информации проходит окончательную полировку. (Фото Chris Gunn):
21. По завершению обработки сегмента передняя часть зеркала покрывается тонким слоем золота для лучшего отражения инфракрасного излучения в диапазоне 0,6-29 мкм, и готовый сегмент проходит повторные испытания при криогенных температурах. (Фото Chris Gunn):
22. Работа над телескопом в ноябре 2016 года. (Фото Chris Gunn):
23. НАСА завершило сборку космического телескопа «Джеймс Уэбб» в 2016 году и приступило к его испытаниям. Это снимок от 5 марта 2017 года. На длинной выдержке техники выглядят призраками. (Фото Chris Gunn):
26. Дверь в ту самую камеру А с 14-й фотографии, в которой моделируется космическое пространство. (Фото Chris Gunn):
28. Текущие планы предусматривают, что телескоп будет запущен с помощью ракеты «Ариан-5» весной 2019 года. Отвечая на вопрос о том, что ученые ожидают узнать с помощью нового телескопа, ведущий научный сотрудник проекта Джон Мэтер сказал: «Надеюсь, мы найдем что-то, о чем никто ничего не знает». UPD. Запуск телескопа «Джеймс Уэбб» перенесен на 2020 год. (Фото Chris Gunn).
Земная атмосфера отлично пропускает излучения в ближнем инфракрасном, оптическом и радиодиапазонах. Благодаря этому мы при помощи телескопа можем в подробностях рассмотреть космические объекты, находящиеся за сотни тысяч километров от нас.
История телескопа началась в 1609 году. Изобрёл его, конечно же, Галилей. Он взял созданную годами ранее зрительную трубу, и установил на неё трёхкратное увеличение. Тогда это был прорыв. Но уже прошло четыре с лишним века, и людей удивляют другими изобретениями. И одно из самых поразительных - это самый большой в мире телескоп.
European Extremely Large Telescope (E-ELT)
Именно так в оригинале звучит его название. Переводится дословно так: «Европейский чрезвычайно большой телескоп». И сложно не согласиться с заявленными в названии размерами. Он действительно чрезвычайно велик - можно убедиться, взглянув на предлагающееся выше фото.
Где находится самый большой телескоп в мире? В Чили, на вершине горы Серро Армазонес, высота которой составляет 3 060 метров. Он уникален, потому что представляет собой астрономическую обсерваторию.
Сам телескоп оснастят сегментным зеркалом, диаметр которого равен 39.3 м. Он состоит из множества шестиугольных сегментов (их 798, если быть точнее). Толщина каждого составляет 50 мм, а диаметр - 1.4 м.
Такое зеркало даст возможность собирать аж в 15 раз больше света, чем может любой существующий на данный момент телескоп. Плюс ко всему, E-ELT планируется оснастить уникальной адаптивной оптической системой, состоящей из пяти зеркал. Именно она будет обеспечивать компенсацию турбулентности земной атмосферы. К тому же, благодаря такой технологии, изображения станут намного более чёткими и детализированными, чем раньше.
Строительство E-ELT
Пока что самый большой телескоп в мире в эксплуатацию не введён. Он только строится. Предполагалось, что процесс займёт 11-12 лет. Начало работ намечалось на 2012 год, но в итоге их перенесли на март 2014-го. За 16 первых месяцев планировалось:
- Построить подъездную дорогу к месту, где будет располагаться башня телескопа.
- Подготовить несущую платформу на вершине горы.
- Установить траншеи для кабелей и труб.
Первым делом взорвали вершину скалы Армазонес - прямо в том месте, где планировалось возводить пресловутую башню. Произошло это в 2014 году, 20 июня. Взорвав скалу, удалось подготовить опору под многотонный инструмент.
Затем, в 2015 году, 12 ноября, провели традиционную церемонию закладки первого камня.
А 26 мая 2016-го в штаб-квартире Европейской южной обсерватории подписали крупнейший в истории наземной астрономии контракт. Его предметом, разумеется, стало строительство купола, башни и механических конструкций сверхтелескопа. На это ушло 400 000 000 евро.
На данный момент проектом занимаются в полную силу. 30 мая текущего, 2017 года, был подписан другой контракт, самый важный - на изготовление пресловутого 39.3-метрового зеркала.
Производством сегментов, из которых оно будет состоять, занимается международный технологический концерн Schott, располагающийся в Германии. А их полировкой, сборкой и тестированием займутся специалисты французской компании Reosc, входящей в промышленный конгломерат Safran, который работает в области высоких технологий и электроники.
Возможности изобретения
Проект по строительству самого большого телескопа в мире был профинансирован полностью, так что с уверенностью можно заявить - возведение обсерватории будет завершено. Есть даже приблизительная дата введения устройства в эксплуатацию - 2024 год.
Возможности у него впечатляющие. Если верить учёным, то самый большой телескоп в мире сможет не то, что находить планеты, близкие Земле по размерам - он будет способен изучить состав их атмосферы при помощи спектрографа! А это открывает невиданные ранее перспективы в изучении космических объектов, находящихся вне Солнечной системы.
Кроме этого, с помощью E-ELT учёные смогут исследовать ранние стадии развития космоса, и даже выяснить точные данные об ускорении расширения Вселенной. Ещё удастся проверить физические константы на постоянство во времени, и даже найти на обнаруженных планетах органику и воду.
По сути, самый огромный телескоп в мире - это прямой путь к ответам на ряд фундаментальных научных вопросов, связанных с космосом и даже возникновением жизни.
И если действительно всё перечисленное (или хотя бы что-то) будет иметь место быть, то это окажется самый оправданный миллиард долларов, вложенный в изобретение чего-либо. $1 000 000 000 - заявленная Европейской южной обсерватории стоимость самого большого телескопа в мире, фото которого представлено выше.
Thirty Meter Telescope
Выше было сказано о том, какой телескоп самым большим в мире может считаться по праву. Thirty Meter Telescope является вторым после него. Диаметр главного зеркала составляет 30 метров. А находится ТМТ на горе Мауна Кеа (Гавайи), высота которой достигает 4 050 м.
Это следующий самый большой оптический телескоп в мире. Проект был одобрен в 2013 году - тогда же начались и подготовительные работы.
Стоит отметить, что ТМТ стоит так же, как и самый большой оптический телескоп в мире E-ELT. В него уже вложен 1 миллиард долларов. А 100 миллионов израсходовали ещё до того, как начались строительные работы. Деньги ушли на проектную документацию, конструирование, и ещё на подготовку стройплощадки. Официальное строительство стартовало в 2014 году, 7 октября.
Проект ТМТ заинтересовал многих - его проспонсировало не только государство США, но ещё и Канада, Китай, Индия, Япония.
Интересно, что организаторы себе чуть не обеспечили проблемы, выбрав в качестве локации будущей обсерватории гору Мауна Кеа. Это место - священно для коренных гавайцев. Естественно, многие из них резко выступили против возведения на нём самого большого телескопа в мире (фото есть выше). Но в итоге Гавайское бюро земельных и природных ресурсов дало «добро» на строительство.
Giant Magellan Telescope
Вот ещё, какой самый большой телескоп в мире стоит отметить вниманием. «Гигантский Магелланов телескоп» - это проект Австралии и США. На данный момент строительство идёт полным ходом. GMT, как и E-ELT, находится в Чили. Более точная локация - обсерватория Лас-Кампанас, разместившаяся на высоте 2 516 метров над уровнем моря.
В основу данного изобретения будет положено главное зеркало, диаметром в 25.4 м. Кроме гигантского рефлектора, телескоп получит новейшую адаптивную оптику. Она даст возможность по максимуму устранить все искажения, которые создаёт атмосфера во время наблюдений.
Если верить учёным, то всё перечисленное даст возможность получить в 10 раз более качественное изображение, чем сейчас даёт «Хаббл», находящийся на орбите.
В теории GMT будет выполнять массу функций. При помощи этого изобретения учёные смогут находить экзопланеты и делать их снимки, исследовать галактическую, звёздную и планетарную эволюцию, чёрные дыры и проявление тёмной энергии. С GMT может даже получиться понаблюдать за самым первым поколением галактик.
Ориентировочно работы закончатся в 2020 году. Но разработчики настроены более позитивно - они говорят, что телескоп, скорей всего, увидит «первый свет» с четырьмя зеркалами. Их нужно только ввести в конструкцию. Если это так, то случится данное событие совсем скоро - на данный момент ведутся работы по созданию четвёртого зеркала.
Gran Telescopio Canarias
Это самый большой телескоп в мире, способный выполнять коронографические, поляриметрические, а также спектрометрические исследования космических тел. Диаметр его главного стекла равен 10.4 м.
Он находится в Испании, на острове Ла Пальма (2 267 метров над уровнем моря). Его строительство было закончено довольно-таки давно, в 2009 году. Тогда же состоялась и официальная церемония открытия, которую посетил сам король Хуан Карлос I.
На данный проект ушло 130 000 000 евро. На 90% он был профинансирован Испанией, а на 10% - Мексикой и Университетом Флориды. Поскольку GTC является функционирующим телескопом (в то время, как другие лишь строятся), то именно он стоит на первом месте в рейтинге изобретений с крупнейшим зеркалом в мире. Оно, кстати, составлено всего из 36 сегментов.
Проект Ватикана
Сейчас речь пойдёт об очень интересной теме. В 2010 году, на горе Грехэм в Аризоне, открыли новый телескоп. Над ним долгое время работала целая команда учёных из крупнейших немецких университетов, специалисты из Ватикана (основатели проекта), а также профессора Университета штата Аризона. Пусть это и не самый большой телескоп в мире, но изобретение удивительное. И о нём стоит рассказать.
Итак, это - величайший зеркальный телескоп в мире. Который именуется… «Люцифер». Самый большой в мире телескоп бинокулярного типа с двумя параболическими зеркалами, диаметр каждого из которых составляет 8.4 м, называется именно так.
Что самое интересное - данное слово складывается из аббревиатурных букв. В оригинале это выглядит так - L.U.C.I.F.E.R. Если расшифровать, то получится: Large Binocular Telescope Near-ifrared Utility with Camera and Integral Field Unit for Extragalactic Research.
Устройство высокотехнологичное. Его нестандартный дизайн обеспечивает массу достоинств. Это изобретение, задействовав одновременно два зеркала, способно создавать снимки одного и того же объекта в разных фильтрах. И это на порядок сокращает уходящее на наблюдение время.
БТА
Данная аббревиатура обозначает самый большой оптический телескоп в мире азимутального типа в Евразии. В его основе лежит монолитное зеркало, диаметром в 6 м. Что самое интересное, его местонахождением является Специальная астрофизическая обсерватория, располагающаяся на Северном Кавказе (Карачаево-Черкесская Республика).
На данный момент это учреждение - крупнейший в нашей стране астрономический центр наземных наблюдений за Вселенной.
Стоит отметить, что БТА с 1975 по 1993 гг. являлся телескопом с самой большой линзой в мире. Для тех времён это было действительно поразительное изобретение. Оно превзошло 200-дюймовый телескоп-рефлектор Хейла! Но потом заработал телескоп Кека, зеркало которого в диаметре составило 10 м. Правда, оно оказалось сегментированным, а у БТА было монолитное. Зеркало российского телескопа по сей день является самым тяжёлым во всём мире по массе. Как и астрономический купол обсерватории - крупнейшим на планете.
РАТАН-600
Помимо БТА, обсерватория Северного Кавказа ещё располагает кольцевым радиотелескопом. Его название - РАТАН-600. И он является самым мощным телескопом радиоастрономического типа в мире. Диаметр его рефлекторного зеркала достигает 600 метров! Данная составляющая обеспечивает повышенную чувствительность телескопа к яркостной температуре и его многочастотность.
Правда, радиотелескоп создан совсем не для наблюдения за небесными объектами и их исследования. Данный астрономический инструмент предназначен для приёма излучений, источником которых и являются космические тела. Эти сигналы позволяют учёным выяснить координаты местонахождения небесных объектов, определить их пространственную структуру, поляризацию и спектр, интенсивность излучения.
Проект Square Kilometer Array (SKA)
SKA - это интерферометр, на строительство которого было выделено полтора миллиарда евро. Если его удастся сконструировать, то он станет в 50 раз более мощным астрономическим инструментом, чем любые другие радиотелескопы нашей планеты.
Перспективы изобретения впечатляют. SKA сможет обозревать небо как минимум в 10 000 раз быстрее, чем другие аналогичные, но менее мощные устройства.
Что касательно локации? Где самый большой телескоп в мире для радиоастрономических наблюдений будет находиться?
Согласно сведениям о проекте, антенны SKA должны были покрыть площадь, равную 1 кв.км. Такой масштаб обеспечил бы абсолютную, беспрецедентную чувствительность. Но в дальнейшем было решено разместить антенны сразу в нескольких местах - в ЮАР, в Австралии, а ещё в Новой Зеландии. Именно оттуда обеспечивается лучший обзор Млечного Пути и всей Галактики. Уровень радиопомех, в то же время, ниже.
Следует отметить, что уже в 2016 году, в июле, этот самый большой оптический телескоп в мире официально начал свою работу. Точнее, его часть, находящаяся в ЮАР - MeerKAT. В первый же сеанс работы этот телескоп открыл тысячи галактик, которые ранее были не известны.
Лидер среди рефракторов
В далёком 1900 году в Париже прошла Всемирная астрономическая выставка. Специально для экспозиции было сконструировано изобретение, ставшее самым большим в мире телескопом-рефрактором. Его фотография представлена выше.
Рефракторы - это привычные всем нам оптические телескопы, для современных версий которых характерна компактность. Их конструкция намного проще, чем у перечисленных выше изобретений. В рефракторах для собирания света используется система линз, именуемая объективом.
Но французское изобретение впечатляет своими размерами. Диаметр линзы достигает 59 дюймов (это 125 сантиметров), а фокусное расстояние составляет 57 метров.
Естественно, это устройство практически не использовалось, как астрономический инструмент. Но зрелище было впечатляющим. К сожалению, в 1909 году его демонтировали и разобрали.
Всё потому, что компания, спонсировавшая процесс по изготовлению данного устройства (занявший 14 лет), обанкротилась. Об этом фирма заявила сразу после окончания выставки. Поэтому в 1909-м изобретение выставили на аукцион. Однако покупателя на столь неординарную вещь не нашлось, и её постигла печальная участь, о которой было уже сказано. Так что посмотреть на телескоп в наши дни невозможно.
