Самый сильный телескоп в мире. Самые большие телескопы на земле

Главная

По картинам

БТА телескоп — крупнейший оптический телескоп в Евразии, самый большой телескоп в России. Полное название и расшифровка аббревиатуры звучит так — Б ольшой Т елескоп А льт-Азимутальный.

Диаметр зеркала — 6 метров.

Установлен у подножия горы Пастухова на высоте 2070 м над уровнем моря. Карачаево-Черкессия. Работает еще с 1966 года.

В далеком 1975 году телескоп считался крупнейшим в мире, превзошедший по своим параметрам и техническим возможностям телескоп Хейла в Паломарской обсерватории (Калифорния). Но в 1993 году пальму первенства, если так можно выразиться, отобрал десятиметровый телескоп американской Обсерватории Кека, расположившийся на пике горы Мауна-Кеа (4145 метров над уровнем моря), на острове Гавайи. И неудивительно, при таких средствах вложенных в проект (более 70 млн $), по астрономическим меркам получился настоящий гигант в научных исследованиях космоса.

Спрашивается, почему Россия позволила американцам (или как только мы не привыкли их называть), в этом вопросе быть дальновидней наших проектов и разработок? Почему советские разработки и мегапроекты были лучшими во всем мире, а проекты постсовесткой эпохи только-только набирают обороты, поднимаясь с колен? Благо хоть поднимаются. Однако, не припоминаю, чтобы в роснауке было столько благотворительных фондов или меценатов-добродетелей, как в штатах. А ведь, могли бы потрясти какую-нибудь кучку олигархов с их миллиардами… Суммы-то не ахти какие запредельные, учитывая роскошные виллы и яхты, острова и другие бессмысленные инвестиции некоторых из русских представителей «сильные мира сего»…

К слову, американцы в 1985 году привлекли к работе средства благотворительного фонда Уильяма Майрона Кека, который, собственно и профинансировал весь проект солидным чеком в более 70 млн $. Фонд основанный в 1954 году Уильямом Майроном Кеком (1880-1964) и сегодня специализируется поддержкой научных открытий и новых технологий. И вот, что у них получилось:

Тем не менее, возвращаясь к нашему телескопу, БТА оставался телескопом с крупнейшим в мире монолитным зеркалом вплоть до 1998 года. Но самая любопытная информация, вошедшая в перечень офигенно крутых — по сей день купол БТА является крупнейшим астрономическим куполом в мире. Ну, хоть Купол (!) у нас — лучший в мире.

Чтобы правильно меня понимали — нет целей и задач одними восторгаться, а своих поливать псевдогрязью… Нет! Хочется, чтобы по-людски было, чтобы в науку вкладывали больше, чем в вооружение, больше, чем в «приоритетные» разборки с трубами от Газпрома, выясняя какой поток лучше — северный, южный или еще какой… Хочется, чтобы вкладывали больше, чем другие государства. И, быть может ученые никуда уезжать не станут? — А что? Верить-то хочется…

Итак, телескоп БТА — как одно из самых значимых изобретений, гордость советских ученых и инженеров достался России, как правопреемнице СССР. Что нам не мешало бы знать о нем? Постарался найти и сжать информацию до более-менее перевариваемой, и интересной.

1. ЛЫТКАРИНСКОЕ ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО

В мире только пять стран, которые могут производить весь спектр оптического стекла: Россия, Германия, Китай, США и Япония. Лыткаринский завод известен, прежде всего, своей крупногабаритной оптикой. Его зеркала установлены на крупнейших телескопах по всему миру. Одно из таких зеркал завода и установлено на телескопе БТА, что собственно и позволило получить звание сразу в двух номинациях — «самое большое зеркало в Евразии» и «самый большой телескоп в Евразии»…Одно дополняет другое.

Чуть не забыл, вес зеркала — чуть более 40 тонн. При том, что масса подвижной части телескопа - около 650 тонн, а общая масса телескопа - около 850 тонн.

Была информация, что в 2015-м году зеркало должны были поменять на обновленное — весом в 75 тонн, но информации о проделанной работе за прошлый год я не нашел, даже на официальном сайте Лыткаринского завода. Сообщалось только, что должны это сделать:

«В следующем году (прим ред — в 2015г), в мае, мы будем отгружать 75-тонное зеркало для большого азимутального телескопа. По технологии такое зеркало после выплавки должно остужаться полтора года. Это самое крупное зеркало, изготовленное для телескопа, станок для его полировки на Лыткаринском заводе оптического стекла в высоту составляет чуть ли не 12 этажей», — сообщил генеральный директор холдинга «Швабе» — Сергей Максин на международной выставке «Оборонэкспо».

Фото: архив САО РАН

2. В чем уникальность

По техническим меркам в 60-70 гг — разработка считалась революционной. Аналогов проекту не было. Механика телескопа послужила прототипом для всех последующих телескопов. Все телескопы, даже меньшего размера, стали делать по образцу БТА.

Кстати, название телескопа было предопределено. Ведь — телескоп не статический, у него две оси - вертикальная и горизонтальная. Они позволяют поворачивать конструкцию по оси и по азимуту. Отсюда и название — Б ольшой Т елескоп А льт-Азимутальный.

В советское время, помимо огромного штата сотрудников из несколько сотен человек, за работой телескопа также следил огромнейший крупногабаритный компьютер, который сейчас стоит в музее обсерватории. Со временем, датчики, систему управления модернизировали, а механика осталась. Советские технологии — это Вам не хухры-мухры… Делали на века.

3. Штат сотрудников

Со слов астронома Алексея Моисеева , сейчас в обсерватории трудятся около 400 человек.

«…у нас один из самых высоких процентов ненаучного состава среди институтов Российской академии наук - инженеров, техников. У нас два основных телескопа: шестиметровый БТА и радиотелескоп «Ратан-600». Нужны люди, чтобы их обслуживать. У нас время простоя телескопов по техническим причинам измеряется всего лишь часами в год - это очень мало.

К слову, недалеко от обсерватории был построен академгородок, где сегодня живут около 1200 человек — ученые с семьями. Несмотря на протесты против строительства городка со стороны первого директора обсерватории — Ивана Копылова, решено было строить. А протест заключался в следующем — астрономы не геологи, не нужно заставлять их работать вахтовым методом.

Сегодня одна из самых больших проблем академгородка — медицинское обслуживание. Как оказалось, в результате реформы РАН в 2015 году, Федеральное агентство научных организаций отказывается поддерживать местную амбулаторию, а до ближайшей больницы - 30 км горной дороги. Вопрос — с ума сошли? С одной стороны поднимаете вопросы — отчего такая большая утечка мозгов, с другой стороны — сами же выпихиваете из страны такими условиями…

Это аксиома: в любой стране мира астроном с хорошими знаниями и подготовкой может найти множество сфер, где он заработает больше, чем в науке. На энтузиазме и бестолковых реформах страна не перейдет на новый уровень…

В завершении, рекомендую полистать с большим количеством качественных снимков о телескопе БТА. А также рекомендую к просмотру короткий видеоролик от «Телестудии Роскосмоса». Там же — на канале Роскосмоса, очень много интересных видео обзоров — для самых любознательных. А пока что — короткий факты о телескопе БТА:

Вдали от огней и шума цивилизации, на вершинах гор и в безлюдных пустынях живут титаны, чьи многометровые глаза всегда обращены к звездам.

Мы подобрали 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.

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).

March 23rd, 2018

Телескоп «Джеймс Уэбб» — это орбитальная инфракрасная обсерватория, которая должна заменить тот самый знаменитый космический телескоп «Хаббл». «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.

Работа над его идет около 20 лет! 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. Потом объявили о запуске в 2018, но по последним сведениям телескоп будет запущен с помощью ракеты «Ариан-5» весной 2019 года.

Давайте посмотрим как собирали это уникальное устройство:

Сама система очень сложная, ее собирают поэтапно, проверяя работоспособность многих элементов и уже собранной конструкции в ходе каждого этапа. Начиная с середины июля телескоп стали проверять на работоспособность при сверхнизких температурах — от 20 до 40 градусов Кельвина. В течение нескольких недель тестировалась работа 18 главных зеркальных секций телескопа для того, чтобы убедиться в возможности их работы в качестве единого целого. Диаметр составного зеркала телескопа равен 6,5 метров.

Позже, после того, как оказалось, что все хорошо, ученые проверили систему ориентирования, эмулируя свет далекой звезды. Телескоп смог обнаружить этот свет, все оптические системы работали в штатном режиме. Затем телескоп смог определить местоположение «звезды», отследив ее характеристики и динамику. Ученые убедились, что в космосе телескоп будет работать вполне корректно.

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):

в 2017 году телескоп «Джеймс Уэбб» опять провел в экстремальных условиях. Его поместили в камеру, температура в которой достигала всего 20 градусов Цельсия выше абсолютного нуля. Кроме того, в этой камере не было воздуха — ученые создали вакуум для того, чтобы поместить телескоп в условия открытого космоса.

«Теперь мы убедились в том, что НАСА и партнеры агентства создали отличный телескоп и набор научных инструментов», — заявил Билл Очс, руководитель проекта «Джеймс Уэбб» в Центре космических полетов имени Годдарда.

«Джеймс Уэбб» будет обладать составным зеркалом 6.5 метров в диаметре с площадью собирающей поверхности 25 м². Много это, или мало? (Фото Chris Gunn):

Но и это еще не все, телескопу предстоит пройти еще много проверок, прежде, чем его признают полностью готовым к отправке. Недавние тесты показали, что устройство может работать в вакууме при сверхнизких температурах. Именно такие условия царят в точке L2 Лагранжа в системе Земля-Солнце.

В начале Февраля «Джеймс Уэбб» перевезут в Хьюстон, где он будет помещен в самолет Локхид C-5 «Гэлэкси». На борту этого гиганта телескоп полетит в Лос-Анжелес, где его соберут окончательно, смонтировав солнцезащитный экран. Ученые после этого проверят, работает ли вся система с таким экраном, и нормально ли выдерживает устройство вибрации и нагрузки в ходе полета.

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):

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, но уже есть сведения о превышении и этого лимита до 10 млрд. (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):

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):

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):

26. Дверь в ту самую камеру А с 14-й фотографии, в которой моделируется космическое пространство. (Фото Chris Gunn):

«Джеймс Уэбб» очень сложная система, которая состоит из тысяч отдельных элементов. Они формируют зеркало телескопа и его научные инструменты. Что касается последних, то это такие устройства:

Камера ближнего инфракрасного диапазона (Near-Infrared Camera);
- Прибор для работы в среднем диапазоне инфракрасного излучения (Mid-Infrared Instrument);
- Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (Near-Infrared Spectrograph);
- Датчик точного наведения c устройством формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевым спектрографом (Fine Guidance Sensor/Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph).

Очень важно защитить телескоп экраном, который закроет его от Солнца. Дело в том, что именно благодаря этому экрану «Джеймс Уэбб» сможет обнаружить даже очень слабый свет самых удаленных звезд. Для развертывания экрана создана сложная система из 180 разных устройств и других элементов. Размеры его составляют 14*21 метр. «Это заставляет нас нервничать», — признал глава проекта разработки телескопа.

Основными задачами телескопа, который сменит в строю «Хаббл» являются: обнаружение света первых звёзд и галактик, сформированных после Большого взрыва, изучение формирования и развития галактик, звёзд, планетных систем и происхождения жизни. Также «Уэбб» сможет рассказать о том, когда и где началась реионизация Вселенной и что её вызвало.

источники

Разделы