Самый большой рефрактор в мире. Телескоп «Джеймс Уэбб» – самый мощный телескоп в мире
За последние 20-30 лет спутниковая антенна стала неотъемлемым атрибутом в нашей жизни. Множество современных городов имеют доступ к спутниковому телевидению. Массово-популярными спутниковые тарелки стали в начале 1990-х. Для таких антенн-тарелок, используемых, в качестве радио-телескопов для получения информации с разных уголков планеты, размер действительно имеет значение. Вашему вниманию представляются десять самых больших телескопов на Земле, расположенных в самых больших обсерваториях мира
10 Спутниковый телескоп Стэнфорда, США
Диаметр: 150 футов (46 метров)
Расположен в предгорьях Стэнфорда, Калифорния, радио-телескоп, известный, как тарелка-достопримечательность. Его посещают приблизительно 1 500 человек каждый день. Построенный Стэнфордским Научно-исследовательским институтом в 1966, в 150 футов диаметром (46 метров) радио-телескоп был первоначально предназначен для исследования химического состава нашей атмосферы, но, с такой сильной радарной антенной, позже использовался для коммуникации со спутниками и космическими кораблями.
9 Обсерватория Алгонкин, Канада
Диаметр: 150 футов (46 метров )
Эта обсерватория находится в провинциальном парке Алгонкин в Онтарио, Канада. Главная центральная часть обсерватории - 150-футовая (46 м) параболическая тарелка, о которой стало известно в 1960-м году в период ранних технических тестов VLBI. VLBI учитывает одновременные наблюдения за многими телескопами, которые объединены между собой.
8 Большой Телескоп LMT, Мексика
Диаметр: 164 фута (50 метров)
Большой Телескоп LMT является относительно недавним дополнением к списку самых больших радиотелескопов. Построенный в 2006, этот 164-футовый (50 m) инструмент представляет собой лучший телескоп для того, чтобы посылать радиоволны в его собственном частотном диапазоне. Предоставляя астрономам ценную информацию относительно звездного формирования, LMT расположен в горной цепи Негра - это пятая по высоте гора в Мексике. Это объединенный мексиканский и американский проект обошелся в $116 миллионов.
7 Обсерватория Паркса, Австралия
Диаметр: 210 футов (64 метра)
Постройка была закончена в 1961 году, Обсерватория Паркса в Австралии была одной из нескольких, используемых чтобы передавать телевизионные сигналы в 1969 году. Обсерватория предоставляла НАСА ценную информацию во время их лунных миссий, передавая сигналы и предоставляя необходимую помощь, когда наш единственный естественный спутник был на австралийской стороне Земли. Больше 50-и процентов известных пульсаров -нейтронных звезд - были обнаружены в Парксе.
6 Авантюриновый Коммуникационный Комплекс, США
Диаметр: 230 футов (70 метров)
Известный, как Авантюриновая Обсерватория, этот комплекс расположен в Пустыне Мохаве, Калифорния. Это один из 3-х подобных комплексов - другие два расположены в Мадриде и Канберре. Авантюрин известен, как антенна Марса, которая составляет 230 футов (70 м) в диаметре. Этот очень чувствительный радио-телескоп - который был фактически смоделирован и позже модернизирован, чтобы быть больше чем, тарелка из Обсерватории Паркса Австралии, и предоставлять больше информации, которая поможет в картографии квазаров, комет, планет, астероидов и многих других небесных тел. Авантюриновый комплекс также доказал свою ценность в поиске высокоэнергетических передач нейтрино на луне.
5 Евпатория, Радио-Телескоп RT-70, Украина
Диаметр: 230 футов (70 метров)
Телескоп в Евпатории использовался, чтобы обнаруживать астероиды и космический мусор. Именно отсюда 9 октября 2008 года был отправлен сигнал к планете Gliese 581c под названием "Суперземля". Если Gliese 581населена разумными существами, возможно они пошлют нам обратный сигнал! Однако, мы должны будем ждать, пока сообщение достигает планеты в 2029 году
4 Телескоп Ловелл, Великобритания
Диаметр: 250 футов (76 метров)
Ловелл - Телескоп Соединенного Королевства, расположен в Обсерватории Джорделл-Бэнк на северо-западе Англии. Построенный в 1955, он был назван в честь одного из создателей, Бернарда Ловелла. Среди самых известных достижений телескопа было подтверждение существования пульсара. Телескоп также способствовал открытию квазаров.
3 Эффельсберг Радио-Телескоп в Германии
Радиотелескоп Эффельсберг расположен в западной Германии. Построенный в период между 1968 и 1971, телескоп находится в распоряжении Института Радиоастрономии Макса Планка, в Бонне. Оборудованный, чтобы наблюдать за пульсарами, звездными формированиями и ядрами отдаленных галактик, Эффельсберг - один из самых важных в мире суперсильных телескопов.
2 Зеленый Телескоп Банка, США
Диаметр: 328 футов (100 метров)
Зеленый Телескоп Банка расположен в Западной Вирджинии, в центре Национальной Тихой Зоны Соединенных Штатов - это область ограниченных или запрещенных радио-передач, который очень помогает телескопу в достижении его самого высокого потенциала. Телескоп, который был закончен в 2002 году, строился в течении 11 лет.
1. Обсерватория Аресибо, Пуэрто-Рико
Диаметр: 1 001 фут (305 метров)
Самый большой телескоп на Земле безусловно находится в Обсерватории Аресибо (Arecibo) близ одноименного города в Пуэрто-Рико. Управляемая SRI International - научно-исследовательским институтом от Стэнфордского университета, Обсерватория участвует в радиоастрономии, радарных наблюдениях за солнечной системой и в исследовании атмосфер других планет. Огромная тарелка была построена в 1963 году.
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):
31 декабря 2015 года. Установлено 11 зеркал. (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).
Самый детальный снимок соседней галактики. Андромеду сфотографировали при помощи новой камеры сверхвысокого разрешения Hyper-Suprime Cam (HSC), установленной на японском телескопе “Субару”. Это один из самых больших в мире работающих оптических телескопов – с диаметром главного зеркала более восьми метров. В астрономии размер часто имеет решающее значение. Давайте поближе познакомимся с другими гигантами, расширяющими границы наших наблюдений за космосом.
1. “Субару”
Телескоп “Субару” расположен на вершине вулкана Мауна-Кеа (Гавайи) и работает вот уже четырнадцать лет. Это телескоп-рефлектор, выполненный по оптической схеме Ричи – Кретьена с главным зеркалом гиперболической формы. Для минимизации искажений его положение постоянно корректирует система из двухсот шестидесяти одного независимого привода. Даже корпус здания имеет особую форму, снижающую негативное влияние турбулентных потоков воздуха.
Телескоп “Субару” (фото: naoj.org).Обычно изображение с подобных телескопов недоступно непосредственному восприятию. Оно фиксируется матрицами камер, откуда передаётся на мониторы высокого разрешения и сохраняется в архив для детального изучения. “Субару” примечателен ещё и тем, что ранее позволял вести наблюдения по старинке. До установки камер был сконструирован окуляр, в который смотрели не только астрономы национальной обсерватории, но и первые лица страны, включая принцессу Саяко Курода – дочь императора Японии Акихито.
Сегодня на “Субару” может быть одновременно установлено до четырёх камер и спектрографов для наблюдений в диапазоне видимого и инфракрасного света. Самая совершенная из них (HSC) была создана компанией Canon и работает с 2012 года.
Камера HSC проектировалась в Национальной астрономической обсерватории Японии при участии множества партнерских организаций из других стран. Она состоит из блока линз высотой 165 см, светофильтров, затвора, шести независимых приводов и CCD матрицы. Её эффективное разрешение составляет 870 мегапикселей. Используемая ранее камера Subaru Prime Focus обладала на порядок меньшим разрешением – 80 мегапикселей.
Поскольку HSC разрабатывалась для конкретного телескопа, диаметр её первой линзы составляет 82 см – ровно в десять раз меньше диаметра главного зеркала “Субару”. Для снижения шумов матрица установлена в вакуумной криогенной камере Дьюара и работает при температуре -100 °С.
Телескоп “Субару” удерживал пальму первенства вплоть до 2005 года, когда завершилось строительство нового гиганта – SALT.
2. SALT
Большой южно-африканский телескоп (SALT) расположен на вершине холма в трёхстах семидесяти километрах к северо-востоку от Кейптауна, близ городка Сазерленд. Это самый крупный из действующих оптических телескопов для наблюдений за южной полусферой. Его главное зеркало с размерами 11,1×9,8 метра состоит из девяносто одной шестиугольной пластины.
Первичные зеркала большого диаметра исключительно сложно изготовить как монолитную конструкцию, поэтому у крупнейших телескопов они составные. Для изготовления пластин используются различные материалы с минимальным температурным расширением, такие как стеклокерамика.
Основная задача SALT – исследование квазаров, далёких галактик и других объектов, свет от которых слишком слаб для наблюдения с помощью большинства других астрономических инструментов. По своей архитектуре SALT подобен “Субару” и паре других известных телескопов обсерватории Мауна-Кеа.
3. Keck
Десятиметровые зеркала двух главных телескопов обсерватории Кека состоят из тридцати шести сегментов и уже сами по себе позволяют достичь высокого разрешения. Однако главная особенность конструкции в том, что два таких телескопа могут работать совместно в режиме интерферометра. Пара Keck I и Keck II по разрешающей способности эквивалентна гипотетическому телескопу с диаметром зеркала 85 метров, создание которого на сегодня технически невозможно.
Впервые на телескопах Keck была опробована система адаптивной оптики с подстройкой по лазерному лучу. Анализируя характер его распространения, автоматика компенсирует атмосферные помехи.
Пики потухших вулканов – одна из лучших площадок для строительства гигантских телескопов. Большая высота над уровнем моря и удалённость от крупных городов обеспечивают отличные условия для наблюдений.
4. GTC
Большой Канарский телескоп (GTC) также расположен на пике вулкана в обсерватории Ла-Пальма. В 2009 году он стал самым большим и самым совершенным наземным оптическим телескопом. Его главное зеркало диаметром 10,4 метра состоит из тридцати шести сегментов и считается самым совершенным из когда-либо созданных. Тем сильнее удивляет сравнительно низкая стоимость этого грандиозного проекта. Вместе с камерой инфракрасного диапазона CanariCam и вспомогательным оборудованием на строительство телескопа было затрачено всего $130 млн.
Благодаря CanariCam выполняются спектроскопические, коронографические и поляриметрические исследования. Оптическая часть охлаждается до 28 К, а сам детектор – до 8 градусов выше абсолютного нуля.
5. LSST
Поколение больших телескопов с диаметром главного зеркала до десяти метров заканчивается. В рамках ближайших проектов предусмотрено создание серии новых с увеличением размеров зеркал в два–три раза. Уже в следующем году в северной части Чили запланировано строительство широкоугольного обзорного телескопа-рефлектора Large Synoptic Survey Telescope (LSST).
LSST – Большой обзорный телескоп (изображение: lsst.org).Ожидается, что он будет обладать самым большим полем зрения (семь видимых диаметров Солнца) и камерой с разрешением 3,2 гигапикселя. За год LSST должен делать более двухсот тысяч фотографий, общий объём которых в несжатом виде превысит петабайт.
Основной задачей станут наблюдения за объектами со сверхслабой светимостью, включая астероиды, угрожающие Земле. Запланированы также измерения слабого гравитационного линзирования для обнаружения признаков тёмной материи и регистрация кратковременных астрономических событий (таких как взрыв сверхновой). По данным LSST предполагается строить интерактивную и постоянно обновляемую карту звёздного неба со свободным доступом через интернет.
При надлежащем финансировании телескоп будет введён строй уже в 2020 году. На первом этапе требуется $465 млн.
6. GMT
Гигантский Магелланов телескоп (GMT) – перспективный астрономический инструмент, создаваемый в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Главным элементом этого телескопа нового поколения станет составное зеркало из семи вогнутых сегментов общим диаметром 24,5 метра.
Даже с учётом вносимых атмосферой искажений детальность сделанных им снимков будет примерно в десять раз выше, чем у орбитального телескопа “Хаббл”. В августе 2013 года завершается отливка третьего зеркала. Ввод телескопа в эксплуатацию намечен в 2024 году. Стоимость проекта сегодня оценивается в $1,1 млрд.
7. TMT
Тридцатиметровый телескоп (TMT) – ещё один проект оптического телескопа нового поколения для обсерватории Мауна-Кеа. Главное зеркало диаметром в 30 метров будет выполнено из 492 сегментов. Его разрешающая способность оценивается как в двенадцать раз превышающая таковую у “Хаббла”.
Начало строительства запланировано на следующий год, завершение – к 2030-му. Расчётная стоимость – $1,2 млрд.
8. E-ELT
Европейский чрезвычайно большой телескоп (E-ELT) сегодня выглядит наиболее привлекательным по соотношению возможностей и затрат. Проектом предусмотрено его создание в пустыне Атакама в Чили к 2018 году. Текущая стоимость оценивается в $1,5 млрд. Диаметр главного зеркала составит 39,3 метра. Оно будет состоять из 798 шестиугольных сегментов, каждое из которых – около полутора метров в поперечнике. Система адаптивной оптики будет устранять искажения при помощи пяти дополнительных зеркал и шести тысяч независимых приводов.
Европейский чрезвычайно большой телескоп – E-ELT (фото: ESO).Расчётная масса телескопа составляет более 2800 тонн. На нём будет установлено шесть спектрографов, камера ближнего ИК-диапазона MICADO и специализированный инструмент EPICS, оптимизированный для поиска планет земного типа.
Основной задачей коллектива обсерватории E-ELT станет детальное исследование открытых к настоящему времени экзопланет и поиск новых. В качестве дополнительных целей указывается обнаружение признаков наличия в их атмосфере воды и органических веществ, а также изучение формирования планетарных систем.
Оптический диапазон составляет лишь малую часть электромагнитного спектра и обладает рядом свойств, ограничивающих возможности наблюдения. Многие астрономические объекты практически не обнаруживаются в видимом и ближнем инфракрасном спектре, но при этом выдают себя за счёт радиочастотных импульсов. Поэтому в современной астрономии большая роль отводится радиотелескопам, размер которых напрямую влияет на их чувствительность.
9. Arecibo
В одной из ведущих радиоастрономических обсерваторий Аресибо (Пуэрто-Рико) расположен крупнейший радиотелескоп на одной апертуре с диаметром рефлектора триста пять метров. Он состоит из 38 778 алюминиевых панелей суммарной площадью около семидесяти трёх тысяч квадратных метров.
Радиотелескоп обсерватории Аресибо (фото: NAIC – Arecibo Observatory).С его помощью уже был сделан ряд астрономических открытий. К примеру, в 1990 году обнаружен первый пульсар с экзопланетами, а в рамках проекта распределённых вычислений Einstein@home за последние годы были найдены десятки двойных радиопульсаров. Однако для ряда задач современной радиоастрономии возможностей “Аресибо” уже едва хватает. Новые обсерватории будут создаваться по принципу масштабируемых массивов с перспективой роста до сотен и тысяч антенн. Одними из таких станут ALMA и SKA.
10. ALMA и SKA
Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решётка (ALMA) представляет собой массив из параболических антенн диаметром до 12 метров и массой более ста тонн каждая. К середине осени 2013 года число антенн, объединённых в единый радиоинтерферометр ALMA, достигнет шестидесяти шести. Как и у большинства современных астрономических проектов, стоимость ALMA превышает миллиард долларов.
Квадратная километровая решётка (SKA) – другой радиоинтерферометр из массива праболических антенн, расположенных в Южной Африке, Австралии и Новой Зеландии на общей площади около одного квадратного километра.
Антенны радиоинтерферометра “Квадратная километровая решётка” (фото: stfc.ac.uk).Его чувствительность примерно в пятьдесят раз превосходит возможности радиотелескопа обсерватории Аресибо. SKA способен уловить сверхслабые сигналы от астрономических объектов, расположенных на удалении 10–12 млрд световых лет от Земли. Начать первые наблюдения планируется в 2019 году. Проект оценивается в $2 млрд.
Несмотря на огромные масштабы современных телескопов, их запредельную сложность и многолетние наблюдения, исследование космоса только начинается. Даже в Солнечной системе до сих пор обнаружена лишь малая часть объектов, заслуживающих внимания и способных повлиять на судьбу Земли.
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
Где-то далеко в бескрайних пустынях, там, где нет привычной нам суеты и городских огней, где пики гор подпирают небосвод, стоят неподвижно гордые гиганты, взгляд которых всегда устремлен в необъятное звёздное небо. В то время как одни из них только собираются увидеть свои первые звёзды, другие уже десятилетиями исправно выполняют свой долг. Теперь нам предстоит узнать, где же расположен самый большой телескоп в мире, а также познакомиться с десяткой самых внушительных по своим размерам супер телескопов.
Именно этот телескоп и является самым большим в мире, так как его диаметр – 500 метров! FAST – космическая обсерватория, запуск которой произошел 25 сентября 2016 года в Китае. Основной целью этого гиганта является пристальное изучение всего бескрайнего космоса и поиск там заветных надежд на существование инопланетного разума.
Характеристики самого большого телескопа:
Поверхность рефлектора – 4450 треугольных панелей;
Частота работы – 70 МГц-3 ГГц;
Собирающая площадь – 70000 м3;
Длина волн – 0,3-5,1 ГГц;
Фокусное расстояние – 140 м.
Обсерватория FAST – это довольно дорогой и значимый проект, запущенный еще в 2011 году. Его бюджет составил 180 млн долларов США. Власти страны проделали огромную работу для обеспечения корректной работы телескопа, при этом даже планируя переселить часть населения в радиусе 5-ти км для улучшения условий видимости.
В астрономической обсерватории Аресибо расположился один из самых внушительных по размеру телескопов. Официальное открытие произошло в 1963 году. Прибор для наблюдения за космосом диаметром 305 метров расположен в Пуэрто-Рико, в 15 км от города с одноименным названием. Обсерватория, которая управляется SRI International, задействована в строительстве радарных наблюдений за системой планет, в центре которых находится Солнце, а также в радиоастрономии и изучении других планет.
В западной Вирдгинии находится Green Bank Telescope. Данный параболический радиотелескоп строился на протяжении почти 11-ти лет, его диаметр 328 футов (100 метров). Сконструированный в 2002 году прибор можно направить вв любую точку на небе.
В западной Германии находится радиотелескоп Эффельсберг, который был сконструирован в 1968-1971 годах двадцатого века. Теперь права на управление прибором принадлежат сотрудникам Радиоастрономического института Макса Планка, расположенного в Бонне-Эндених. Диаметр этого радиотелескопа составляет 100 метров. Он предназначен для наблюдения за космическими источниками радио-, оптического, рентгеновского и/или гамма- излучений, которые приходят на Землю в виде периодических всплесков, а также формированием звёзд и отдалённых галактик.
Если проектирование инструмента для радиоастрономических наблюдений с высоким угловым разрешением закончится удачно, то у обсерватории SKA будет запас превзойти более чем в 50 раз крупнейших из ныне имеющихся телескопов. Её антенны смогут занять площадь до одного квадратного километра. По своей конструкции проект похож на ALMA телескоп, но по своим размерам он превосходит своего конкурента из Чили.
На данный момент в мире разработали два пути развития этих моментов: ведётся строительство 30 телескопов с 200 м антеннами либо же создание 90 и 150-ти метровых телескопов. Но по проектированию учёных обсерватория будет иметь протяжённость более 3000 км, а размещаться SKA будет на двух государствах: Южной Африканской Республике и Австралии. Цена проекта будет составлять около 2 миллиардов долларов, а стоимость проекта будет поделена между 10 государствами. Завершение проекта планируется в 2020 году.
На северо-западе Соединенного Королевства находится Jodrell Bank Observatory, где и расположился телескоп Ловелл, диаметр которого составляет 76 метров. Он был сконструирован в середине 20 века и назван именем своего творца Бернарда Ловелла. В списке открытий с помощью данного телескопа находится достаточно много достижений, наряду с которыми и самые важные, такие как доказательство существования пульсара и существование звездного ядра.
Данный телескоп был задействован на территории Украины с целью обнаружения планетоидов и космического треша, но позже, ему была поставлена задача посерьезней. В 2008 году, 9 октября, с телескопа RT-70 был послан сигнал к планете Gliese 581c, так называемой «Суперземле», который должен достигнуть ее пределов примерно в 2029 году. Возможно, мы получим ответный сигнал, если на Gliese 581c действительно обитают разумные существа. Диаметр данного телескопа составляет 230 футов (70 метров).
Комплекс известный как Авантюриновая Обсерватория находится на юго-западе США, в пустыне Мохаве. В мире существуют три таких комплекса, два из которых находятся в других точках земли: в Мадриде и в Канберре. Диаметр телескопа составляет 70 метров, так называемая антенна Марса. Спустя время Авантюрин был усовершенствован с целью получения более развернутой информации об астероидах, планетах, кометах и других небесных телах. Благодаря модернизации телескопа, список его достижений пополняется. Среди них и поисковые работы на Луне.
Название данного проекта – «Тридцатиметровый телескоп», так как диаметр его основного зеркала составляет 39,3 метра. Примечательно то, что он находится только на стадии проектирования, а вот проект E-ELT (European Extremely Large Telescope) – уже в процессе строительства. К 2025 году его планируют закончить и запустить на полную мощность.
Этот гигант с 798 подвижными зеркалами и 40 метровым основным зеркалом затмит все телескопы на земле. С помощью него откроются абсолютно новые перспективы в изучении других планет, особенно тех, что расположены за пределами Солнечной системы. Кроме того, с помощью этого телескопа можно будет изучать состав их атмосферы, а также размеры планет.
Кроме обнаружения таких планет, данный телескоп будет изучать сам космос, его развитие и зарождение, а также он будет измерять, насколько быстро расширяется Вселенная. Кроме того задачей телескопа будет являться проверка и подтверждение некоторых уже существующих данных и фактов, таких как постоянство во времени. Благодаря этому проекту, ученые смогут найти ответ на многие ранее неизвестные факты: зарождение планет, их химический состав, наличие жизненных форм и даже разума.
Этот проект имеет сходство с гавайским телескопом Keck, который имел когда-то огромный успех. У них достаточно схожие характеристики и технологии. Принцип работы этих телескопов заключается в том, что главное зеркало разделено на множество подвижных элементов, которые и дают такую мощь и супер возможности. Целью данного проекта является исследование самых отдаленных участков Вселенной, фото зарождающихся галактик, их динамика и рост.
По данным некоторых источников цена проекта достигает более чем 1 миллиард долларов. Желающие поучаствовать в столь масштабном проекте сразу объявили о себе и о своём желании частично финансировать строительство TMT. Ими стали Китай и Индия. Тридцатиметровый телескоп планируется строить на Гавайских островах, на горе Мауна Кеа, но правительство Гавайев до сих пор не может решить проблему с коренными жителями, так как они против строительства на священном месте. Попытки договориться с местными продолжаются, а успешный финал строительства супер гиганта назначен на 2022 год.