Meter teleskop. Gdje se nalaze najveći teleskopi na Zemlji? Najveći teleskopi: iskustvo stvaranja i upotrebe
10 najvećih teleskopa
Daleko od svjetla i buke civilizacije, na vrhovima planina i u pustim pustinjama žive titani, čije su višemetarske oči uvijek uperene u zvijezde.
Odabrali smo 10 najvećih zemaljskih teleskopa: neki razmišljaju o svemiru dugi niz godina, drugi tek treba da vide „prvo svjetlo“.
10. Veliki sinoptički teleskop
Prečnik glavnog ogledala: 8,4 metara
Lokacija: Čile, vrh planine Cero Pachon, 2682 metara nadmorske visine
Tip: reflektor, optički
Iako će se LSST nalaziti u Čileu, to je američki projekat i njegovu izgradnju u potpunosti finansiraju Amerikanci, uključujući Billa Gatesa (koji je lično doprinio 10 miliona dolara od potrebnih 400 dolara).
Namjena teleskopa je da svakih nekoliko noći fotografiše cjelokupno raspoloživo noćno nebo, a za tu svrhu uređaj je opremljen kamerom od 3,2 gigapiksela. LSST ima veoma širok ugao gledanja od 3,5 stepeni (za poređenje, Mesec i Sunce gledano sa Zemlje zauzimaju samo 0,5 stepeni). Takve mogućnosti se objašnjavaju ne samo impresivnim prečnikom glavnog ogledala, već i jedinstvenim dizajnom: umjesto dva standardna ogledala, LSST koristi tri.
Među znanstvenim ciljevima projekta su potraga za manifestacijama tamne materije i tamne energije, mapiranje Mliječnog puta, otkrivanje kratkotrajnih događaja poput eksplozije nove ili supernove, kao i registracija malih objekata Solarni sistem poput asteroida i kometa, posebno u blizini Zemlje iu Kuiperovom pojasu.
Očekuje se da će LSST ugledati "prvo svjetlo" (uobičajeni zapadni izraz koji označava trenutak kada se teleskop prvi put koristi za predviđenu svrhu) 2020. godine. On ovog trenutka Izgradnja je u toku, a uređaj bi trebao biti u potpunosti operativan 2022. godine.
Veliki sinoptički teleskop, koncept
9. Južnoafrički veliki teleskop
Prečnik glavnog ogledala: 11 x 9,8 metara
Lokacija: Južna Afrika, vrh brda u blizini naselja Sutherland, 1798 metara nadmorske visine
Tip: reflektor, optički
Najveći optički teleskop na južnoj hemisferi nalazi se u Južnoj Africi, u polupustinjskom području u blizini grada Sutherlanda. Trećinu od 36 miliona dolara potrebnih za izgradnju teleskopa dala je južnoafrička vlada; ostatak je podijeljen između Poljske, Njemačke, Velike Britanije, SAD-a i Novog Zelanda.
SALT je snimio svoju prvu fotografiju 2005. godine, ubrzo nakon završetka izgradnje. Njegov dizajn je prilično neobičan za optičke teleskope, ali je uobičajen među novijom generacijom "veoma velikih teleskopa": primarno ogledalo nije jednostruko i sastoji se od 91 heksagonalnog ogledala prečnika 1 metar, od kojih se ugao svakog može povećati. prilagođen za postizanje specifične vidljivosti.
Dizajniran za vizuelnu i spektrometrijsku analizu zračenja astronomskih objekata koji su nedostupni teleskopima na severnoj hemisferi. Zaposleni u SALT-u promatraju kvazare, obližnje i udaljene galaksije, a također prate evoluciju zvijezda.
Sličan teleskop postoji u Sjedinjenim Državama, zove se Hobby-Eberly Telescope i nalazi se u Teksasu, u gradu Fort Davis. I prečnik ogledala i njegova tehnologija su skoro potpuno isti kao SALT.
Južnoafrički veliki teleskop
8. Keck I i Keck II
Prečnik glavnog ogledala: 10 metara (oba)
Lokacija: SAD, Havaji, planina Mauna Kea, 4145 metara nadmorske visine
Tip: reflektor, optički
Oba ova američka teleskopa su povezana u jedan sistem (astronomski interferometar) i mogu raditi zajedno kako bi stvorili jednu sliku. Jedinstveni raspored teleskopa u jednom od najbolja mjesta na Zemlji u smislu astroklime (stepen do kojeg atmosfera ometa kvalitet astronomskih posmatranja) učinio je Keck jednom od najefikasnijih opservatorija u istoriji.
Glavna ogledala Keck I i Keck II su identična jedno drugom i po strukturi su slična teleskopu SALT: sastoje se od 36 heksagonalnih pokretnih elemenata. Oprema opservatorije omogućava posmatranje neba ne samo u optičkom, već iu bliskom infracrvenom opsegu.
Osim što je glavni dio najšireg spektra istraživanja, Keck je trenutno jedan od najefikasnijih zemaljskih instrumenata u potrazi za egzoplanetima.
Keck na zalasku sunca
7. Gran Telescopio Canarias
Prečnik glavnog ogledala: 10,4 metara
Lokacija: Španija, Kanarska ostrva, ostrvo La Palma, 2267 metara nadmorske visine
Tip: reflektor, optički
Izgradnja GTC-a je završena 2009. godine, kada je opservatorija zvanično otvorena. Na ceremoniju je došao čak i kralj Španije Huan Karlos I. Na projekat je utrošeno ukupno 130 miliona evra: 90% je finansirala Španija, a preostalih 10% ravnopravno su podelili Meksiko i Univerzitet Florida.
Teleskop je sposoban da posmatra zvezde u optičkom i srednjem infracrvenom opsegu, i ima CanariCam i Osiris instrumente, koji omogućavaju GTC-u da sprovodi spektrometrijska, polarimetrijska i koronografska istraživanja astronomskih objekata.
Gran Telescopio Camarias
6. Opservatorija Arecibo
Prečnik glavnog ogledala: 304,8 metara
Lokacija: Portoriko, Arecibo, 497 metara nadmorske visine
Tip: reflektor, radio teleskop
Jedan od najprepoznatljivijih teleskopa na svijetu, radio teleskop Arecibo, više puta je snimljen filmskim kamerama: na primjer, opservatorija se pojavila kao mjesto konačnog sukoba Jamesa Bonda i njegovog antagonista u filmu Zlatno oko, kao i u naučnofantastičnoj filmskoj adaptaciji Karlovog romana Sagan "Kontakt".
Ovaj radio teleskop je čak našao svoj put u video igricama - posebno, u jednoj od mapa za više igrača Battlefield 4, nazvanoj Rogue Transmission, vojni sukob između dvije strane odvija se oko strukture potpuno kopirane iz Areciba.
Arecibo izgleda zaista neobično: džinovska teleskopska antena promjera gotovo trećine kilometra smještena je u prirodnu krašku vrtaču, okruženu džunglom i prekrivena aluminijem. Iznad nje je okačen pokretni antenski feed, podržan sa 18 kablova sa tri visoka tornja na ivicama reflektorske ploče. Džinovska struktura omogućava Arecibu da uhvati elektromagnetno zračenje relativno veliki raspon - sa talasnom dužinom od 3 cm do 1 m.
Naručen još 60-ih godina, ovaj radio teleskop je korišten u bezbrojnim studijama i pomogao je u stvaranju brojnih značajnih otkrića (poput prvog asteroida koji je otkrio teleskop, 4769 Castalia). Jednom je Arecibo čak davao naučnike nobelova nagrada: 1974. godine Hulse i Taylor su nagrađeni za prvo otkriće pulsara u binarnom zvjezdanom sistemu (PSR B1913+16).
Krajem 1990-ih, opservatorija je također počela da se koristi kao jedan od instrumenata američkog SETI projekta za potragu za vanzemaljskim životom.
Arecibo Observatory
5. Atacama veliki milimetarski niz
Prečnik glavnog ogledala: 12 i 7 metara
Lokacija: Čile, pustinja Atacama, 5058 metara nadmorske visine
Tip: radio interferometar
Trenutno je ovaj astronomski interferometar od 66 radioteleskopa prečnika 12 i 7 metara najskuplji operativni zemaljski teleskop. SAD, Japan, Tajvan, Kanada, Evropa i, naravno, Čile su na to potrošili oko 1,4 milijarde dolara.
Budući da je svrha ALMA-e proučavanje milimetarskih i submilimetarskih valova, najpovoljnija klima za takav uređaj je suha i visinska; ovo objašnjava lokaciju svih šest i po tuceta teleskopa na pustinjskoj čileanskoj visoravni 5 km iznad nivoa mora.
Teleskopi su isporučeni postepeno, pri čemu je prva radio antena postala operativna 2008. godine, a posljednja u martu 2013. godine, kada je ALMA zvanično puštena u rad u svom punom planiranom kapacitetu.
Glavni naučni cilj džinovskog interferometra je proučavanje evolucije svemira u najranijim fazama razvoja Univerzuma; posebno, rođenje i kasnija dinamika prvih zvijezda.
ALMA radio teleskopi
4. Džinovski Magelanov teleskop
Prečnik glavnog ogledala: 25,4 metara
Lokacija: Čile, opservatorija Las Campanas, 2516 metara nadmorske visine
Tip: reflektor, optički
Daleko jugozapadno od ALMA-e, u istoj pustinji Atacama, gradi se još jedan veliki teleskop, projekat Sjedinjenih Država i Australije - GMT. Glavno ogledalo će se sastojati od jednog centralnog i šest simetrično okružujućih i blago zakrivljenih segmenata, formirajući jedan reflektor prečnika većeg od 25 metara. Pored ogromnog reflektora, teleskop će biti opremljen najnovijom adaptivnom optikom, koja će u najvećoj mogućoj mjeri eliminisati izobličenja koja stvara atmosfera tokom posmatranja.
Naučnici očekuju da će ovi faktori omogućiti GMT-u da proizvodi slike 10 puta oštrije od Hubbleovih, a vjerovatno čak i bolje od njegovog dugo očekivanog nasljednika, svemirskog teleskopa James Webb.
Među naučnim ciljevima GMT-a je veoma širok spektar istraživanja – traženje i fotografisanje egzoplaneta, proučavanje planetarne, zvezdane i galaktičke evolucije, proučavanje crnih rupa, manifestacija tamne energije, kao i posmatranje prve generacije galaksija. Opseg rada teleskopa u vezi sa navedenim namjenama je optički, bliski i srednje infracrveni.
Očekuje se da će svi radovi biti završeni do 2020. godine, ali se navodi da GMT može vidjeti "prvo svjetlo" sa 4 ogledala čim se uvedu u dizajn. Trenutno se radi na izradi četvrtog ogledala.
Koncept divovskog Magellanovog teleskopa
3. Teleskop od trideset metara
Prečnik glavnog ogledala: 30 metara
Lokacija: SAD, Havaji, planina Mauna Kea, 4050 metara nadmorske visine
Tip: reflektor, optički
TMT je po namjeni i performansama sličan GMT i Hawaiian Keck teleskopima. Na Keckovom uspjehu temelji se veći TMT, sa istom tehnologijom primarnog ogledala podijeljenog na mnogo heksagonalnih elemenata (samo što je ovaj put njegov promjer tri puta veći), a navedeni istraživački ciljevi projekta gotovo se u potpunosti poklapaju. sa zadacima GMT-a, sve do fotografisanja najranijih galaksija gotovo na rubu Univerzuma.
Mediji navode različite troškove projekta, u rasponu od 900 miliona dolara do 1,3 milijarde dolara. Poznato je da su Indija i Kina izrazile želju da učestvuju u TMT-u i pristale da preuzmu dio finansijskih obaveza.
Trenutno je odabrano mjesto za gradnju, ali i dalje postoji protivljenje nekih snaga u administraciji Havaja. Mauna Kea je sveto mjesto za domorodce Havaja, a mnogi od njih su kategorički protiv izgradnje ultra-velikog teleskopa.
Pretpostavlja se da će svi administrativni problemi biti riješeni vrlo brzo, a planiran je završetak izgradnje oko 2022. godine.
Koncept teleskopa od trideset metara
2. Niz kvadratnih kilometara
Prečnik glavnog ogledala: 200 ili 90 metara
Lokacija: Australija i Južna Afrika
Tip: radio interferometar
Ako se ovaj interferometar izgradi, postaće 50 puta moćniji astronomski instrument od najvećih radio-teleskopa na Zemlji. Činjenica je da SKA sa svojim antenama mora pokriti površinu od približno 1 kvadratni kilometar, što će mu pružiti neviđenu osjetljivost.
Po strukturi, SKA je vrlo sličan projektu ALMA, međutim, po veličini će značajno premašiti čileanski kolega. Trenutno postoje dvije formule: ili izgraditi 30 radio teleskopa sa antenama od 200 metara, ili 150 sa prečnikom od 90 metara. Na ovaj ili onaj način, dužina na kojoj će biti postavljeni teleskopi biće, prema planovima naučnika, 3000 km.
Za izbor zemlje u kojoj će se teleskop graditi, održano je svojevrsno takmičenje. Australija i Južna Afrika su došle do “finala”, a 2012. godine je posebna komisija objavila svoju odluku: antene će biti raspoređene između Afrike i Australije u zajednički sistem, odnosno SKA će se nalaziti na teritoriji obje zemlje.
Deklarisana vrijednost megaprojekta je 2 milijarde dolara. Iznos je podijeljen između više zemalja: Velike Britanije, Njemačke, Kine, Australije, Novog Zelanda, Holandije, Južne Afrike, Italije, Kanade, pa čak i Švedske. Očekuje se da će izgradnja biti u potpunosti završena do 2020. godine.
Umjetnički prikaz 5 km SKA jezgra
1. Evropski ekstremno veliki teleskop
Prečnik glavnog ogledala: 39,3 metara
Lokacija: Čile, vrh planine Cerro Armazones, 3060 metara
Tip: reflektor, optički
Na par godina - možda. Međutim, do 2025. godine teleskop će dostići puni kapacitet, koji će premašiti TMT za čitavih deset metara i koji je, za razliku od havajskog projekta, već u izgradnji. Riječ je o neprikosnovenom lideru među najnovijom generacijom velikih teleskopa, a to je European Very Large Telescope ili E-ELT.
Njegovo glavno ogledalo od skoro 40 metara će se sastojati od 798 pokretnih elemenata prečnika 1,45 metara. Ovo je zajedno sa savremeni sistem adaptivna optika učinit će teleskop toliko moćnim da, prema znanstvenicima, ne samo da će moći pronaći planete slične Zemlji po veličini, već će moći koristiti i spektrograf za proučavanje sastava njihove atmosfere, koja se potpuno otvara nove perspektive u proučavanju planeta izvan Sunčevog sistema.
Pored potrage za egzoplanetima, E-ELT će proučavati rane faze kosmičkog razvoja, pokušati izmjeriti tačno ubrzanje širenja Univerzuma i testirati fizičke konstante na, u stvari, postojanost tokom vremena; Takođe, ovaj teleskop će omogućiti naučnicima da zarone dublje nego ikada u procese formiranja planeta i njihove primarne hemijski sastav u potrazi za vodom i organskom materijom - to jest, E-ELT će pomoći da se odgovori na niz fundamentalnih naučnih pitanja, uključujući ona koja utiču na poreklo života.
Cijena teleskopa koju su objavili predstavnici Evropske južne opservatorije (autori projekta) je milijardu eura.
Koncept europskog ekstremno velikog teleskopa
Poređenje veličina E-ELT i egipatskih piramida
Zdravo, drugovi. Reći ću vam nešto, uglavnom otpadne predmete i gomile smeća. Posjetimo aktivni objekat – pravu astrofizičku opservatoriju sa ogromnim teleskopom.
Dakle, evo ga, posebna astrofizička opservatorija Ruska akademija Nauke, poznate kao objektni kod 115.
Nalazi se na severnom Kavkazu u podnožju planine Pastuhovaja u regionu Zelenčuk u Karačaj-Čerkeskoj Republici Rusiji (selo Nižnji Arhiz i selo Zelenčukskaja). Trenutno je opservatorija najveći ruski astronomski centar za zemaljska posmatranja svemira, koji ima velike teleskope: šestometarski optički reflektor BTA i RATAN-600 prstenasti radio teleskop. Osnovan u junu 1966. 
Slika 2.
Ova portalna dizalica je korištena za izgradnju opservatorije.
Slika 3.
Za više detalja možete pročitati http://www.sao.ru/hq/sekbta/40_SAO/SAO_40/SAO_40.htm ovdje. 
Slika 4.
Opservatorija je stvorena kao centar za kolektivnu upotrebu za podršku radu optičkog teleskopa BTA ( Veliki teleskop Azimuthal) sa prečnikom ogledala od 6 metara i radio teleskopom RATAN-600 sa prečnikom prstenaste antene od 600 metara, tada najvećim svetskim astronomskim instrumentima. Oni su pušteni u rad 1975-1977 i dizajnirani su za proučavanje objekata u bliskom i dubokom svemiru korištenjem zemaljskih astronomskih metoda. 
Slika 5.
Slika 6.
Slika 7.
Slika 8.
Slika 9.
Slika 10.
Slika 11.
Gledajući ova futuristička vrata samo želite da uđete unutra i osjetite svu moć. 
Slika 12.
Slika 13.
Evo nas unutra. 
Slika 14.
Slika 15.
Pred nama je stari kontrolni panel. Očigledno ne radi. 
Slika 16.
Slika 17.
Slika 18.
Slika 19.
Slika 20.
Slika 21.
Slika 22.
Slika 23.
Ovdje dolazi najzanimljiviji dio. BTA - "Veliki azimutski teleskop". Ovo čudo je najveći teleskop na svijetu od 1975. godine, kada je nadmašio 5-metarski Hale teleskop Palomar opservatorije, do 1993. godine, kada je Keck teleskop sa svojim 10-metarskim segmentiranim ogledalom postao operativan.
Slika 24.
da, 
ovaj isti Keck.
BTA je reflektirajući teleskop. Glavno ogledalo promjera 605 cm ima oblik paraboloida okretanja. Žižna daljina ogledala je 24 metra, težina ogledala bez okvira je 42 tone. Optički dizajn BTA omogućava rad u glavnom fokusu glavnog ogledala i dva Nesmitova fokusa. U oba slučaja može se koristiti korektor aberacije.
Teleskop je postavljen na alt-azimuth nosač. Masa pokretnog dijela teleskopa je oko 650 tona. ukupna tezina teleskop - oko 850 tona.
Slika 25.
Glavni projektant - doktor tehničkih nauka Bagrat Konstantinovič Joanizijani (LOMO). 
Slika 26.
Optički sistem teleskopa proizveden je u Lenjingradskom optičko-mehaničkom udruženju po imenu. IN AND. Lenjina (LOMO), Litkarinska tvornica optičkog stakla (LZOS), Državni optički institut po imenu. S. I. Vavilova (GOI).
Za njegovu proizvodnju izgrađene su čak i zasebne radionice koje nisu imale analoge.
Znaš li to?
- Blank za ogledalo, izliven 1964. godine, hladio se više od dve godine.
- Za obradu radnog komada utrošeno je 12.000 karata prirodnih dijamanata u prahu, a obrada na brusilici proizvedenoj u Tvornici teških mašina Kolomna trajala je 1,5 godina.
- Masa blanka za ogledalo bila je 42 tone.
- Ukupno je stvaranje jedinstvenog ogledala trajalo 10 godina.
Slika 27.
Slika 28.
Glavno ogledalo teleskopa podložno je termičkoj deformaciji, kao i svi ogromni teleskopi ovog tipa. Ako se temperatura ogledala mijenja brže od 2° dnevno, rezolucija teleskopa opada za jedan i po puta. Zbog toga se unutra ugrađuju posebni klima uređaji za održavanje optimalnih temperaturnih uslova. Zabranjeno je otvaranje kupole teleskopa ako je temperaturna razlika između vanjske i unutrašnje strane tornja veća od 10°, jer takve promjene temperature mogu dovesti do uništenja ogledala. 
Slika 29.
Slika 30.
Plumb 
Slika 31.
Nažalost, Sjeverni Kavkaz nije najbolje mjesto za takav mega-uređaj. Činjenica je da u planinama otvorenim za sve vjetrove postoji vrlo visoka atmosferska turbulencija, koja značajno narušava vidljivost i ne dozvoljava korištenje pune snage ovog teleskopa. 
Slika 32.
Slika 33.
11. maja 2007. počeo je transport prvog glavnog ogledala BTA u Fabriku optičkog stakla Litkarino (LZOS), koja ga je proizvela, u cilju dubinske modernizacije. Teleskop sada ima instalirano drugo primarno ogledalo. Nakon obrade u Lytkarinu - skidanja 8 milimetara stakla sa površine i ponovnog poliranja, teleskop bi trebao biti među deset najpreciznijih na svijetu. Modernizacija je završena u novembru 2017. Postavljanje i početak istraživanja planirani su za 2018. godinu. 
Slika 34.
Slika 35.
Slika 36.
Slika 37.
Nadam se da ste uživali u šetnji. Hajdemo van. 
Slika 38.
Slika 39.
Slika 40.
Dizajnirano korištenjem "
Prvi teleskopi prečnika nešto više od 20 mm i skromnog povećanja manje od 10x, koji su se pojavili početkom 17. veka, napravili su pravu revoluciju u poznavanju kosmosa oko nas. Danas se astronomi pripremaju za puštanje u rad džinovskih optičkih instrumenata hiljada puta većeg prečnika.
26. maj 2015. postao je pravi praznik za astronome širom svijeta. Na današnji dan, guverner države Havaji, David Igay, dozvolio je početak nultog ciklusa izgradnje u blizini vrha ugašenog vulkana Mauna Kea džinovskog kompleksa instrumenata, koji će za nekoliko godina postati jedan od najveći optički teleskopi na svijetu.
Tri najveća teleskopa prve polovine 21. veka koristiće različite optičke dizajne. TMT je napravljen prema Ritchie-Chrétien dizajnu sa konkavnim primarnim ogledalom i konveksnim sekundarnim ogledalom (oba hiperbolička). E-ELT ima konkavno primarno ogledalo (eliptično) i konveksno sekundarno ogledalo (hiperbolično). GMT koristi Gregory optički dizajn sa konkavnim ogledalima: primarnim (paraboličnim) i sekundarnim (eliptičnim).
Divovi u areni
Novi teleskop se zove Tridesetometarski teleskop (TMT) jer će mu otvor (prečnik) biti 30 m. Ako sve bude po planu, TMT će prvo svjetlo ugledati 2022. godine, a redovna posmatranja će početi još godinu dana kasnije. Konstrukcija će biti zaista gigantska - visoka 56 m i široka 66 m. Glavno ogledalo će se sastojati od 492 heksagonalna segmenta ukupne površine 664 m². Prema ovom pokazatelju, TMT će biti 80% superiorniji od Giant Magellanovog teleskopa (GMT) sa otvorom od 24,5 m, koji će početi da radi 2021. godine u opservatoriji Las Campanas u Čileu, u vlasništvu Carnegie instituta.
Tridesetmetarski teleskop TMT izgrađen je prema Ritchie-Chrétien dizajnu, koji se koristi u mnogim velikim teleskopima koji trenutno rade, uključujući trenutno najveći Gran Telescopio Canarias sa glavnim ogledalom prečnika 10,4 m. U prvoj fazi, TMT biće opremljena sa tri IC i optička spektrometra, a u budućnosti je planirano da im se doda još nekoliko naučnih instrumenata.
Međutim, TMT neće dugo ostati svjetski prvak. Evropski ekstremno veliki teleskop (E-ELT), sa rekordnim prečnikom od 39,3 m, trebalo bi da bude otvoren 2024. godine i postaće vodeći instrument Evropske južne opservatorije (ESO). Njegova izgradnja je već počela na nadmorskoj visini od tri kilometra na planini Cerro Armazones u čileanskoj pustinji Atacama. Glavno ogledalo ovog giganta, sastavljeno od 798 segmenata, sakupljaće svetlost sa površine od 978 m².
Ova veličanstvena trijada će formirati grupu optičkih superteleskopa nove generacije koja još dugo neće imati konkurenciju.
Anatomija superteleskopa
Optički dizajn TMT-a seže u sistem koji su prije sto godina neovisno predložili američki astronom George Willis Ritchie i Francuz Henri Chrétien. Zasnovan je na kombinaciji glavnog konkavnog ogledala i koaksijalnog konveksnog ogledala manjeg prečnika, a oba imaju oblik hiperboloida okretanja. Zrake koje se odbijaju od sekundarnog ogledala usmjeravaju se u otvor u središtu glavnog reflektora i fokusiraju iza njega. Korišćenje drugog ogledala u ovom položaju čini teleskop kompaktnijim i povećava njegovu žižnu daljinu. Ovaj dizajn je implementiran u mnogim operativnim teleskopima, posebno u trenutno najvećem Gran Telescopio Canarias sa glavnim ogledalom prečnika 10,4 m, u desetometarskim dvostrukim teleskopima Havajske opservatorije Keck i u četiri teleskopa od 8,2 metra u opservatoriju Cerro Paranal, u vlasništvu ESO-a.
E-ELT optički sistem takođe sadrži konkavno primarno ogledalo i konveksno sekundarno ogledalo, ali ima niz jedinstvenih karakteristika. Sastoji se od pet ogledala, a glavno nije hiperboloid, kao TMT, već elipsoid.
GMT je dizajniran potpuno drugačije. Njegovo glavno ogledalo sastoji se od sedam identičnih monolitnih ogledala prečnika 8,4 m (šest čine prsten, sedmo je u sredini). Sekundarno ogledalo nije konveksni hiperboloid, kao u Ritchie-Chrétien dizajnu, već konkavni elipsoid koji se nalazi ispred fokusa primarnog ogledala. Sredinom 17. stoljeća, takvu konfiguraciju je predložio škotski matematičar James Gregory, a prvi ju je primjenio Robert Hooke 1673. godine. Prema Gregorijanskoj shemi, Veliki binokularni teleskop (LBT) izgrađen je u međunarodnoj opservatoriji na planini Graham u Arizoni (oba njegova "oka" su opremljena istim primarnim ogledalima kao i GMT ogledala) i dva identična Magellanova teleskopa sa otvora od 6,5 m, koji rade u opservatoriji Las Campanas od ranih 2000-ih.
Snaga je u uređajima
Svaki teleskop je sam po sebi samo veoma veliki opservator. Da bi se pretvorila u astronomsku opservatoriju, mora biti opremljena vrlo osjetljivim spektrografima i video kamerama.
TMT, koji je projektovan za radni vek duži od 50 godina, prvo će biti opremljen sa tri merna instrumenta postavljena na zajedničku platformu - IRIS, IRMS i WFOS. IRIS (InfraRed Imaging Spectrometer) je kompleks video kamera vrlo visoka rezolucija, pružajući vidljivost u polju od 34 x 34 lučne sekunde, i infracrveni spektrometar. IRMS je infracrveni spektrometar s više proreza, a WFOS je spektrometar širokog polja koji može istovremeno pratiti do 200 objekata na površini od najmanje 25 kvadratnih lučnih minuta. Dizajn teleskopa uključuje ravno rotirajuće ogledalo koje usmjerava svjetlost na uređaje koji su u ovom trenutku potrebni, a prebacivanje traje manje od deset minuta. U budućnosti, teleskop će biti opremljen sa još četiri spektrometra i kamerom za posmatranje egzoplaneta. Prema sadašnjim planovima, svake dvije i po godine biće dodavan jedan dodatni kompleks. GMT i E-ELT će također imati izuzetno bogatu instrumentaciju.
Supergigantski E-ELT biće najveći teleskop na svetu sa primarnim ogledalom prečnika 39,3 m. Biće opremljen najsavremenijim sistemom adaptivne optike (AO) sa tri deformabilna ogledala koja mogu eliminisati izobličenja koja se javljaju na različitim visinama, a senzori talasnog fronta za analizu svjetlosti od tri prirodne referentne zvijezde i četiri do šest umjetnih (generiranih u atmosferi pomoću lasera). Zahvaljujući ovom sistemu, rezolucija teleskopa u bliskoj infracrvenoj zoni, pod optimalnim atmosferskim uslovima, dostići će šest milisekundi luka i približiće se granici difrakcije izazvanoj talasnom prirodom svetlosti.
Evropski gigant
Superteleskopi naredne decenije neće biti jeftini. Još uvijek se ne zna tačan iznos, ali je već sada jasno da će njihova ukupna cijena premašiti 3 milijarde dolara.Šta će ovi gigantski instrumenti dati nauci o svemiru?
“E-ELT će se koristiti za astronomska posmatranja na različitim skalama – od Sunčevog sistema do ultra dubokog svemira. I na svakoj skali, očekuje se da će pružiti izuzetno bogate informacije, od kojih veliki dio ne mogu pružiti drugi superteleskopi", rekao je " Popularna mehanika» član naučnog tima evropskog giganta Johana Liskea, koji se bavi ekstragalaktičkom astronomijom i opservacijskom kosmologijom. “Dva su razloga za to: prvo, E-ELT će moći prikupiti mnogo više svjetla u odnosu na svoje konkurente, a drugo, njegova rezolucija će biti mnogo veća. Uzmimo, recimo, ekstrasolarne planete. Njihova lista ubrzano raste, do kraja prve polovine ove godine sadržavala je oko 2.000 naslova. Sada glavni zadatak nije povećanje broja otkrivenih egzoplaneta, već prikupljanje specifičnih podataka o njihovoj prirodi. To je upravo ono što će E-ELT učiniti. Konkretno, njegova spektroskopska oprema će omogućiti proučavanje atmosfere stenovitih planeta nalik Zemlji sa potpunošću i preciznošću koja je potpuno nedostupna teleskopima koji trenutno rade. Ovaj istraživački program uključuje traženje vodene pare, kisika i organskih molekula koji mogu biti otpadni proizvodi kopnenih organizama. Nema sumnje da će E-ELT povećati broj kandidata za ulogu nastanjivih egzoplaneta."
Novi teleskop obećava i druga otkrića u astronomiji, astrofizici i kosmologiji. Kao što je poznato, postoje znatne osnove za pretpostavku da se svemir širi nekoliko milijardi godina ubrzano zbog tamne energije. Veličina ovog ubrzanja može se odrediti iz promjena u dinamici crvenog pomaka svjetlosti iz udaljenih galaksija. Prema trenutnim procjenama, ovaj pomak odgovara 10 cm/s po deceniji. Ova vrijednost je izuzetno mala za mjerenje korištenjem trenutno operativnih teleskopa, ali E-ELT je sasvim sposoban za takav zadatak. Njegovi ultra-osjetljivi spektrografi će također pružiti pouzdanije podatke za odgovor na pitanje da li su osnovne fizičke konstante konstantne ili se mijenjaju tokom vremena.
E-ELT obećava pravu revoluciju u ekstragalaktičkoj astronomiji, koja se bavi objektima koji se nalaze izvan njega mliječni put. Trenutni teleskopi omogućavaju promatranje pojedinačnih zvijezda u obližnjim galaksijama, ali na velikim udaljenostima ne uspijevaju. Evropski superteleskop će pružiti priliku da se vide najsjajnije zvezde u galaksijama koje se nalaze milionima i desetinama miliona svetlosnih godina udaljene od Sunca. S druge strane, moći će da prima svjetlost iz najranijih galaksija, o kojima se još praktično ništa ne zna. Takođe će moći da posmatra zvezde u blizini supermasivne crne rupe u centru naše Galaksije - ne samo da meri njihove brzine sa tačnošću od 1 km/s, već i otkriva trenutno nepoznate zvezde u neposrednoj blizini rupe, gde je njihov orbitalne brzine se približavaju 10% brzine svjetlosti. A ovo, kako kaže Johan Liske, nije potpuna lista jedinstvenih mogućnosti teleskopa.
Magellanov teleskop
Ogromni Magellanov teleskop gradi međunarodni konzorcij koji objedinjuje više od deset različitih univerziteta i istraživačkih instituta u SAD-u, Australiji i sjeverna koreja. Kako je premijeru objasnio Dennis Zaritsky, profesor astronomije na Univerzitetu u Arizoni i zamjenik direktora opservatorije Stjuart, gregorijanska optika je odabrana jer poboljšava kvalitet slike u širokom vidnom polju. Ovaj optički dizajn je poslednjih godina dobro se pokazao na nekoliko optičkih teleskopa u rasponu od 6-8 metara, a još ranije se koristio na velikim radio-teleskopima.
Unatoč činjenici da je GMT inferioran u odnosu na TMT i E-ELT u smislu promjera i, shodno tome, površine za prikupljanje svjetlosti, ima mnogo ozbiljnih prednosti. Njegova oprema će moći istovremeno da meri spektre veliki broj objekata, što je izuzetno važno za anketna posmatranja. Osim toga, GMT optika pruža vrlo visok kontrast i mogućnost da se dosegne daleko u infracrvenom opsegu. Prečnik njegovog vidnog polja, kao i TMT, biće 20 lučnih minuta.
Prema rečima profesora Zaritskog, GMT će zauzeti mesto koje mu pripada u trijadi budućih superteleskopa. Na primjer, biće moguće dobiti informacije o tamnoj materiji, glavnoj komponenti mnogih galaksija. Njegova distribucija u svemiru može se suditi po kretanju zvijezda. Međutim, većina galaksija u kojima ona dominira sadrži relativno malo zvijezda, i to prilično tamnih. GMT hardver će moći dosta da prati kretanja više takve zvijezde od instrumenata bilo kojeg od trenutno operativnih teleskopa. Stoga će GMT omogućiti preciznije mapiranje tamne materije, a to će zauzvrat omogućiti odabir najvjerovatnijeg modela njenih čestica. Ova perspektiva poprima posebnu vrijednost kada to uzmemo u obzir do sada Crna materija nije bilo moguće otkriti pasivnom detekcijom ili dobiti na akceleratoru. GMT će također provoditi i druge istraživačke programe: potragu za egzoplanetama, uključujući zemaljske planete, posmatranje najstarijih galaksija i proučavanje međuzvjezdane materije.
Na zemlji i na nebu
Teleskop James Webb (JWST) bi trebao biti lansiran u svemir u oktobru 2018. Radit će samo u narandžastoj i crvenoj zoni vidljivog spektra, ali će moći provoditi promatranja u gotovo cijelom srednjem infracrvenom opsegu do valnih dužina od 28 mikrona (infracrvene zrake s valnim dužinama iznad 20 mikrona gotovo se potpuno apsorbiraju u donji sloj atmosfere molekulima ugljen-dioksid i vodu, tako da ih zemaljski teleskopi ne primjećuju). Budući da će biti zaštićen od toplotnih smetnji iz Zemljine atmosfere, njegovi spektrometrijski instrumenti bit će mnogo osjetljiviji od zemaljskih spektrografa. Međutim, promjer njegovog glavnog zrcala je 6,5 m, pa će stoga, zahvaljujući adaptivnoj optici, kutna rezolucija zemaljskih teleskopa biti nekoliko puta veća. Dakle, prema Michael Bolteu, zapažanja sa JWST-a i zemaljskih superteleskopa savršeno će se nadopunjavati. Što se tiče perspektiva teleskopa od 100 metara, profesor Bolte je veoma oprezan u svojim procenama: „Po mom mišljenju, u narednih 20-25 godina jednostavno neće biti moguće stvoriti adaptivne optičke sisteme koji mogu efikasno da rade u tandemu sa ogledalo od sto metara. Možda će se to dogoditi za četrdesetak godina, u drugoj polovini veka.”
Havajski projekat
“TMT je jedini od tri buduća superteleskopa za koje je odabrano mjesto na sjevernoj hemisferi”, kaže Michael Bolte, član upravnog odbora havajskog projekta i profesor astronomije i astrofizike na Univerzitetu Kalifornija, Santa Cruz. „Međutim, biće postavljen nedaleko od ekvatora, na 19 stepeni severne geografske širine. Zbog toga će, kao i drugi teleskopi opservatorije Mauna Kea, moći da pregleda nebo obe hemisfere, tim pre što je ova opservatorija jedno od najboljih mesta na planeti po uslovima posmatranja. Osim toga, TMT će raditi u sprezi sa grupom obližnjih teleskopa: dva blizanca od 10 metara Keck I i Keck II (koji se mogu smatrati prototipovima TMT-a), kao i 8-metarski Subaru i Gemini-North . Nije slučajno što se Ritchie-Chrétien sistem koristi u dizajnu mnogih velikih teleskopa. Pruža dobro vidno polje i vrlo efikasno štiti i od sferne i od komatske aberacije, koja iskrivljuje slike objekata koji ne leže na optičkoj osi teleskopa. Plus, postoje neke zaista odlične adaptivne optike planirane za TMT. Jasno je da astronomi s pravom očekuju da će posmatranja na TMT-u donijeti mnoga uzbudljiva otkrića.”
Prema profesoru Bolteu, i TMT i drugi superteleskopi će doprinijeti napretku astronomije i astrofizike, prvenstveno time što će još jednom pomjeriti granice poznatog svemira iu prostoru i vremenu. Prije samo 35-40 godina, vidljivi prostor bio je uglavnom ograničen na objekte ne starije od 6 milijardi godina. Sada je moguće pouzdano posmatrati galaksije stare oko 13 milijardi godina, čija je svetlost emitovana 700 miliona godina nakon veliki prasak. Postoje kandidati za galaksije stare 13,4 milijarde godina, ali to još nije potvrđeno. Možemo očekivati da će TMT instrumenti moći detektovati izvore svjetlosti koji su tek nešto mlađi (100 miliona godina) od samog Univerzuma.
TMT će pružiti astronomiju i mnoge druge mogućnosti. Rezultati koji će se iz njega dobiti omogućit će razjasniti dinamiku hemijske evolucije Univerzuma, bolje razumjeti procese formiranja zvijezda i planeta, produbiti znanja o strukturi naše Galaksije i njenih najbližih susjeda i , posebno o galaktičkom halou. Ali glavna stvar je da će TMT, poput GMT-a i E-ELT-a, vjerovatno omogućiti istraživačima da odgovore na pitanja od fundamentalne važnosti koja je trenutno nemoguće ne samo ispravno formulirati, već čak ni zamisliti. To je, prema Michaelu Bolteu, glavna vrijednost projekata superteleskopa.
Veliki azimutalni teleskop (BTA) Specijalne astrofizičke opservatorije (SAO) Ruske akademije nauka ponovo posmatra nebeske objekte. Godine 2018. opservatorija je zamijenila glavni element teleskopa - ogledalo promjera 6 m, ali se pokazalo da nije pogodno za punopravni rad. U teleskop je vraćeno ogledalo iz 1979. godine.
Manje je bolje
BTA, koja se nalazi u selu Nižnji Arhiz u planinama Karačaj-Čerkesije, jedna je od najvećih na svetu. Teleskop je lansiran 1975.
U periodu 1960–1970, dva ogledala su proizvedena za BTA u Litkarinskoj fabrici optičkog stakla (LZOS) u blizini Moskve. Staklene zatvore, debljine oko 1 m i teške oko 70 tona, prvo su hlađene dvije godine, a zatim su još sedam godina polirane dijamantskim prahom. Prvo ogledalo radilo je na teleskopu četiri godine. 1979. godine, zbog nesavršenosti površine, zamijenjen je.
Tokom 1990-ih, naučnici su postavili pitanje nove zamjene za ogledalo. Do tada je već nekoliko puta bio podvrgnut postupcima realuminizacije: otprilike svakih pet godina reflektirajući sloj aluminija je ispran sa ogledala kiselinama, a zatim je nanošen novi premaz. Svaki takav postupak pogoršavao je površinu ogledala na mikro nivou. To je uticalo na kvalitet zapažanja.
Početkom 2000-ih, Ruska akademija nauka se ozbiljno pozabavila ovim pitanjem. Predložene su dvije opcije: ponovno poliranje prvog BTA ogledala i radikalno ažuriranje teleskopa zamjenom ogledala od 6 metara sa 8-metarskim.
Godine 2004. u Njemačkoj je bilo moguće kupiti blanko ogledala ove veličine, napravljeno za kompleks vrlo velikog teleskopa (VLT, Very Large Telescope) i koje mu nije bilo potrebno. Ogledalo od 8 metara pružilo bi novi nivo budnosti i vratilo bi ruski teleskop u prvih deset najvećih na svijetu.
Međutim, ova opcija je imala i nedostatke: visoku cijenu i visoke rizike. Kupovina blanka bi koštala 6–8 miliona evra, a otprilike isto toliko bi koštalo i poliranje - to je trebalo da se uradi u Nemačkoj, jer u Rusiji nema opreme za ogledala ovog prečnika. Bilo bi potrebno preurediti gornji dio strukture teleskopa i rekonfigurirati svu naučnu opremu na novi omjer otvora.
„Kada je 8-metarsko ogledalo pušteno u rad, samo bi kupola teleskopa zapravo ostala netaknuta“, objasnio je za „Komersant“ Dmitrij Kudrjavcev, zamenik direktora SAO. „Zamislimo sve ovo u ruskoj stvarnosti sa prekidima u finansiranju naučnih radova. projekti. Lako bismo se našli u situaciji da se teleskop bukvalno raspari na komade, da novac ne pristiže i da smo potpuno lišeni pristupa posmatranjima na neodređeno vrijeme.”
Ispalo je isto kao i prije
Nisu ni počeli da izračunavaju koliko će koštati redizajn teleskopa. „Bilo je očigledno da Ruska akademija nauka neće pronaći toliki novac“, rekao je za Komersant Valerij Vlasjuk, direktor Severnog administrativnog društva. Akademija je 2004. godine odlučila da restaurira prvo BTA ogledalo, koje je od 1979. bilo pohranjeno u posebnom kontejneru.
Foto: Kristina Kormilitsyna, Kommersant
Zadatak je ponovo povjeren LZOS-u, koji je sada dio holdinga Shvabe državne korporacije Rostec. Za uklanjanje "urođenih" nedostataka s površine ogledala površine 28 četvornih metara. m, odsječeno je 8 mm stakla, zbog čega se njegova težina smanjila za gotovo jednu tonu. Planirano je da se poliranje obavi za tri godine, ali je zbog prekida finansiranja trajalo 10 godina.
„Porast cena se uglavnom objašnjava finansijskom krizom koja je nastala između 2004. i 2018. i kasnijom inflacijom“, objašnjava Vladimir Patrikejev, zamenik direktora LZOS-a za istraživanje i proizvodnju. „Na primer, ako smo 2007. doneli ogledalo iz Kavkaz u Moskovsku oblast za 3,5 miliona rubalja, a zatim su ga 2018. vratili za 11 miliona rubalja.”
Restaurirano ogledalo stiglo je u Nižnji Arhiz u februaru 2018. o prevozu posebno lomljivog tereta težine 42 tone, koji je trajao osam dana.
Prije slanja u opservatoriju, restaurirano ogledalo je certificirano za LZOS. Međutim, nakon ugradnje u standardni BTA okvir, otkrivena su značajna odstupanja od karakteristika navedenih u tehničkim specifikacijama.
Parabola je pokrenula proces u krug
„Kvalitet površine ogledala se procenjuje na osnovu nekoliko parametara, od kojih su glavni hrapavost i usklađenost sa paraboličnim oblikom“, kaže gospodin Kudryavtsev. „LZOS se sjajno nosi sa smanjenjem hrapavosti površine ogledala. Dok drugo BTA ogledalo ima 20 nanometara, restaurirano ima samo jedan nanometar. Ali bilo je problema sa oblikom ogledala.”
Na osnovu tehničkih specifikacija, standardna devijacija od idealnog paraboloida nije trebala biti veća od 95 nanometara. U stvarnosti, ovaj parametar se pokazao na nivou od 1 mikrona, što je deset puta gore od tražene vrijednosti.
Problemi sa restauriranim ogledalom postali su jasni gotovo odmah nakon njegove instalacije u ljeto 2018. Već tada je odlučeno da se vrati drugo ogledalo koje je upravo zamijenjeno. No, osoblje opservatorije je iscrpljeno prethodnom zamjenom, a osim toga, ovaj višemjesečni postupak može se provesti samo u toploj sezoni.
BTA je puštena u rad sa nekvalitetnim ogledalom, a po mogućnosti su postojeći nedostaci ispravljeni mehaničkim sistemima. Zbog njegovog nestabilnog i generalno lošeg fokusiranja, bilo je nemoguće izvršiti fotometrijska posmatranja na njemu. Ostali naučni programi u BTA su realizovani, ali sa gubitkom efikasnosti.
Vraćanje starog ogledala počelo je 3. juna 2019. godine. U septembru su obavljena probna osmatranja i konačno podešavanje teleskopa. Od oktobra BTA se vratila u puni rad. Na operaciju smo potrošili 5 miliona rubalja.
“Zadovoljni smo kako je protekao povratak starog ogledala. Savršeno se uklapa u okvir, kvalitet slike je na najboljem nivou. Za sada ćemo raditi ovako“, uveravao je direktor SAO RAS Komersant.
Ko je kriv i šta da se radi
Zajednička komisija Specijalne astrofizičke opservatorije Ruske akademije nauka, LZOS-a i NPO OPTIKA prepoznala je da restaurirano ogledalo ne ispunjava tehničke specifikacije i da mu je potrebno poboljšanje. Formalni razlog je nedostatak stacionarnog okvira u fabrici i greške kompjuterskog modeliranja.
IN Sovjetsko vreme prvo ogledalo je uglancano u pravi teleskopski okvir, koji je potom transportovan sa LZOS-a na Kavkaz i postavljen na BTA. Za poliranje drugog ogledala, fabrika je napravila prototip okvira - njegovu pojednostavljenu, jeftinu kopiju.
Kada je Ruska akademija nauka odlučila da restaurira prvo ogledalo 2004. godine, projekat je uključivao stvaranje novog imitacionog okvira. Stari je uklonjen 2007. godine.
A onda su se pojavili problemi sa finansiranjem - nije bilo novca za izradu kopije BTA okvira. Tada su stručnjaci odlučili da će u 21. vijeku biti moguće polirati ogledalo ne u čvrstom okviru, već uz pomoć kompjuterskog modeliranja.
Prilikom izvođenja kontrolnih mjerenja ogledalo je bilo poduprto čeličnom trakom. Nastala deformacija stakla je modelirana, eksperimentalno ispitana i uzeta u obzir pri podešavanju rada stroja za poliranje. Međutim, pokazalo se da je heterogenost stakla mnogo veća od izračunatog. U standardnom okviru, restaurirano ogledalo je pokazalo odstupanje od navedenog oblika koje je bilo za red veličine gore od očekivanog.
Komisija je prepoznala da je prvo ogledalo potrebno polirati kako bi se imitirao BTA okvir. Za sada se čuva u Nižnjem Arhizu. Koliko će koštati ponavljanje postupka i da li će se to ponoviti, još nije poznato. Prema rečima predstavnika fabrike Vladimira Patrikejeva, odluka o obnavljanju kopije okvira u LZOS-u nije doneta.
U potrošeno 250 miliona rubalja. To uključuje ne samo ponovno poliranje ogledala, pojašnjava direktor opservatorije Valery Vlasyuk. U delokrug rada bio je i transport ogledala na restauraciju i nazad u BTA, modernizacija mašine za poliranje i sistema za kontrolu sobne temperature na LZOS-u, popravka BTA dizalice koja služi za preuređivanje ogledala, ažuriranje tehničkih prostorija teleskop i stvaranje od nule rashladnog sistema za ogledalo.
„Sva ova poboljšanja ostaju kod nas i smanjiće troškove daljeg rada“, kaže g. Vlasjuk. „Ali za sada država nema novca da nastavi radove na ogledalu. Početkom 2000-ih SAO RAS je pisao pisma svima jaka sveta Ovo svim oligarsima sa molbom da pomognu u ažuriranju BTA. A sada smo takođe spremni da zamolimo čitaoce Komersanta za pomoć kako bismo i dalje dobili ogledalo sa poboljšanim karakteristikama.”
Julia Bychkova, Nizhny Arkhiz
