Главная > Наука и вселенная

Крупнейшие телескопы мира

Ruslan / Окт.8.2012. / / Один комментарий

Продолжение обзора самых крупных телескопов мира, начатого в предыдущем посте.

Диаметр главного зеркала более 6 метров.

Смотрите так же расположение крупнейших телескопов и обсерваторий на карте мира.

Многозеркальный Телескоп

Башня Multiple Mirror Telescope (MMT).

Башня «Многозеркального телескопа» на фоне кометы Хейла-Боппа. Гора Маунт-Хопкинс (США).

Multiple Mirror Telescope (MMT). Находится в обсерватории «Маунт-Хопкинс» в штате Аризона, (США) на горе Маунт-Хопкинс на высоте 2606 метров. Диаметр зеркала — 6,5 метров. Начал работу с новым зеркалом 17 мая 2000 г.

На самом деле этот телескоп был построен в 1979 году, но тогда его объектив был выполнен из шести зеркал по 1,8 метра, что эквивалентно одному зеркалу диаметром 4,5 метра. На момент постройки это был третий по мощности телескоп в мире после БТА-6 и Хейла (см. предыдущий пост).

Шли годы, технологии улучшались, и уже в 90-х стало ясно, что вложив относительно небольшое количество средств, можно заменить 6 отдельных зеркал на одно большое. Причём, это не потребует значительных изменений конструкции телескопа и башни, а количество света, собираемое объективом увеличится в целых 2,13 раза.

 

Multiple Mirror Telescope до и после реконструкции.

Multiple Mirror Telescope до (слева), и после (справа) реконструкции.

 

Эта работа была выполнена к маю 2000 года. Было установлено 6,5 метровое зеркало, а так же системы активной и адаптивной оптики. Это не цельное, а сегментированное зеркало, состоящее из точно подогнанных 6-ти угольных сегментов, так что название телескопа менять не пришлось. Разве, что иногда стали добавлять приставку «новый».

У нового MMT, кроме того что он стал видеть в 2,13 раза более слабые звёзды, в 400 раз увеличилось поле зрения. Так что, работа явно не прошла даром.

Активная и адаптивная оптика

Система активной оптики позволяет при помощи специальных приводов, установленных под главным зеркалом, компенсировать деформацию зеркала  при вращении телескопа.

Адаптивная оптика, посредством отслеживания искажения света искусственных звёзд в атмосфере, созданных с помощью лазеров, и соответствующего искривления вспомогательных зеркал, компенсирует атмосферные искажения.

Телескопы Магеллана

Телескопы Магеллана. Обсерватория Лас-Кампанас.

Телескопы Магеллана. Чили. Расположены на расстоянии 60 м. друг от друга, могут работать в режиме интерферометра.

Magellan Telescopes — два телескопа — «Магеллан-1″ и «Магеллан-2″, с зеркалами по 6,5 метров диаметром. Расположены в Чили, в обсерватории «Лас-Кампанас» на высоте 2400 км. Кроме общего названия у каждого из них есть ещё и своё имя — первый, назван в честь немецкого астронома Вальтера Бааде, начал работу 15 сентября 2000 года, второй, названный в честь Лэндона Клэя — американского филантропа, вступил в строй 7 сентября 2002 года.

Обсерватория Лас-Кампанас расположена в двух часах езды на машине от города Ла-Серена. Это очень удачное место для расположения обсерватории как благодаря достаточно большой высоте над уровнем моря, так и благодаря удалённости от населенных пунктов и источников пыли. Два телескопа-близнеца «Магеллан-1″ и «Магеллан-2″, работающие как по отдельности, так и в режиме интерферометра (как единое целое) на данный момент являются основными инструментами обсерватории (ещё есть один 2,5 метровый и два 1-метровых рефлектора).

Гигантский Магелланов Телескоп (ГМТ). Giant Magellan Telescope (GMT).

Гигантский Магелланов Телескоп (ГМТ). Проект. Дата реализации — 2016 год.

23 марта 2012 года эффектным взрывом верхушки одной из ближайших гор было начато строительство «Гигантского Магелланова Телескопа» (ГМТ). Вершину горы снесли, чтобы расчистить место для нового телескопа, который должен начать работу в 2016 году.

Giant Magellan Telescope (GMT) будет состоять из семи зеркал по 8,4 метра каждое, что эквивалентно одному зеркалу диаметром 24 метра, за это его уже прозвали «Семиглаз». Из всех проектов огромных телескопов этот (на 2012 год) — единственный, реализация которого перешла из стадии планирования к практическому строительству.

Телескопы «Джемини»

Башня телескопа "Джемини север"

Башня телескопа «Джемини север». Гавайи. Вулкан Мауна-Кеа (4200 м).

Башня телескопа "Джемини юг"

«Джемини юг». Чили. Гора Серра-Пачон (2700 м).

Тоже два телескопа-близнеца, только каждый из «братьев» расположен в другой части света. Первый — «Джемини север» — на Гавайях, на вершине потухшего вулкана Мауна-Кеа (высота 4200 м). Второй — «Джемини юг», находится в Чили на горе Серра-Пачон (высота 2700 м).

Оба телескопа идентичны, диаметры их зеркал составляют 8,1 метра, построены они в 2000 г. и принадлежат обсерватории «Джемини», управляемой консорциумом из 7 стран мира.

Так как телескопы обсерватории расположены в разных полушариях Земли, то этой обсерватории доступно для наблюдения всё звёздное небо. К тому же, системы управления телескопами приспособлены для удалённой работы через интернет, поэтому астрономам не приходится совершать далёкие путешествия от одного телескопа к другому.

 

Телескоп "Джемини Север". Вид внутри башни.

Северный «Джемини». Вид внутри башни.

Каждое из зеркал этих телескопов составлено из 42 шестиугольных фрагментов, которые были спаяны и отполированы. В телескопах используются системы активной (120 приводов) и адаптивной оптики, особая система серебрения зеркал, что обеспечивает уникальное качество изображения в инфракрасном диапазоне, система много-объектной спектроскопии, в общем «полный фарш» самых современных технологий. Всё это делает обсерваторию «Джемини» одной из самых совершенных астрономических лабораторий на сегодняшний день.

Телескоп «Субару»

Телескоп "Субару"

Японский телескоп «Субару». Гавайи.

«Субару» по-японски значит «Плеяды», название этого красивейшего звёздного скопления знает каждый, даже начинающий, любитель астрономии.  Subaru Telescope принадлежит Японской Национальной Астрономической Обсерватории, но расположен на Гавайях, на территории Обсерватории Мауна-Кеа, на высоте 4139 м., то есть по соседству с северным «Джемини». Диаметр его главного зеркала — 8,2 метра. «Первый свет» увидел в 1999 году.

Его главное зеркало — крупнейшее в мире цельное зеркало телескопа, но оно относительно тонкое — 20 см., его вес составляет «всего» 22,8 т. Это позволяет эффективно использовать точнейшую систему активной оптики из 261 привода. Каждый привод передаёт своё усилие на зеркало, придавая ему идеальную поверхность в любом положении, что позволяет добиться практически рекордного на сегодняшний день качества изображения.

Телескоп с такими характеристиками просто обязан «увидеть» во вселенной неведомые доселе чудеса. И действительно, с его помощью была открыта самая далёкая из известных на сегодняшний день галактик (расстояние 12,9 млрд. св. лет), самая большая структура во вселенной — объект протяжённостью 200 млн. световых лет, вероятно зародыш будущего облака галактик, 8 новых спутников Сатурна.. Ещё этот телескоп «особо отличился» в поиске экзопланет и фотографировании протопланетных облаков (на некоторых снимках даже различимы сгустки протопланет).

Телескоп Хобби-Эберли

hobby-eberly-telescope-het. Телескоп Хобби-Эберли

Обсерватория Мак-Дональд. Телескоп Хобби-Эберли. США. Техас.

The Hobby-Eberly Telescope (HET) — расположен в США, в Обсерватории Мак-Дональд. Обсерватория располагается на горе Фолкс, на высоте 2072 м. Начало работы — декабрь 1996г. Эффективная апертура главного зеркала — 9,2 м. (Фактически зеркало имеет размер 10х11 м, но принимающие свет приборы, расположенные в фокальном узле, обрезают края до диаметра 9,2 метра.)

Не смотря на большой диаметр главного зеркала этого телескопа, Хобби-Эберли можно отнести к низко бюджетным проектам — он обошёлся всего в 13,5 млн. долларов США. Это немного, например тот-же «Субару» стоил своим создателям около 100 млн.

Сэкономить бюджет удалось благодаря нескольким конструктивным особенностям:

telescope-het

Конструкция телескопа Хобби-Эберли.

  • Во-первых, этот телескоп был задуман как спектрограф, а для спектральных наблюдений достаточно сферического, а не параболического главного зеркала, что гораздо проще и дешевле в производстве.
  • Во-вторых, главное зеркало не цельное, а составленное из 91 идентичного сегмента (так как его форма сферическая), что так же очень удешевляет конструкцию.
  • В-третьих, главное зеркало находится под фиксированным углом к горизонту (55°) и может вращаться только на 360° вокруг своей оси. Это избавляет от необходимости снабжения зеркала сложной системой корректировки формы (активная оптика), так как угол его наклона не изменяется.

Но не смотря на такое фиксированное положение главного зеркала, этот оптический инструмент охватывает 70% небесной сферы за счёт движения 8-тонного модуля приёмников света в фокальной области. После наведения на объект главное зеркало остаётся неподвижным, а движется только фокальный узел. Время непрерывного ведения объекта составляет от 45 минут у горизонта до 2 часов в верхней части небосвода.

Благодаря своей специализации (спектрография) телескоп успешно используется, например, для поиска экзопланет или для измерения скорости вращения космических объектов.

Большой южноафриканский телескоп

Большой Южноафриканский Телескоп.

Большой Южноафриканский Телескоп. SALT. ЮАР.

Southern African Large Telescope (SALT) — находится в ЮАР в Южно-африканской Астрономической Обсерватории в 370 км к северо-востоку от Кейптауна. Обсерватория расположена на сухом плато Кару, на высоте 1783 м. Первый свет — сентябрь 2005 года. Размеры зеркала 11х9,8 м.

Башня телескопа в SALT разрезе. Схема.

Башня телескопа в SALT разрезе. Схема.

Правительство Южно-Африканской Республики вдохновлённое дешевизной телескопа HET, решило построить его аналог дабы не отставать от других развитых стран мира в изучении вселенной. К 2005 году строительство было завершено, весь бюджет проекта составил 20 млн. долларов США половина из которых пошла на сам телескоп, другая половина — на здание и инфраструктуру.

Так как телескоп SALT является практически полным аналогом HET, то всё, что было сказано выше о HET’е относится и к нему.

Но, конечно не обошлось без некоторой модернизации — в основном она коснулась коррекции сферической аберрации зеркала и увеличению поля зрения, благодаря чему кроме работы в режиме спектрографа, этот телескоп способен получать прекрасные фотографии объектов с разрешением до 0,6″. Адаптивной оптикой данный прибор не снабжён (наверное у правительства ЮАР не хватило денег).

Кстати, зеркало этого телескопа, крупнейшее в южном полушарии нашей планеты, делалось на «Лыткаринском заводе оптического стекла», то есть на том же, что и зеркало телескопа БТА-6, крупнейшего в России.

Самый большой телескоп в мире

Большой Канарский телескоп

Большой Канарский телескоп. gran telescopio canarias.

Башня Большого Канарского телескопа. Канарские о-ва (Испания).

The Gran Telescopio CANARIAS (GTC) — расположен на вершине потухшего вулкана Мучачос на острове Ла-Пальма на северо-западе Канарского архипелага, на высоте — 2396 м. Диаметр главного зеркала — 10,4 м (площадь — 74 кв.м.)  Начало работы — июль 2007 года.

Обсерватория называется Роке-де-лос-Мучачос. В создании GTC принимали участие Испания, Мексика и университет Флориды. Этот проект обошёлся в 176 млн. долл. США, из которых 51% заплатила Испания.

Зеркало Большого Канарского Телескопа диаметром 10,4 метра, составленное из 36 шестиугольных сегментов — крупнейшее из существующих на сегодняшний день в мире (2012 г). Сделано по аналогии с телескопами Кека.

The Gran Telescopio CANARIAS (GTC). Внутри башни.

The Gran Telescopio CANARIAS (GTC). Внутри башни.

..и, похоже GTC будет удерживать первенство по данному параметру пока в Чили на горе Армазонес (3 500 м) не построят телескоп с зеркалом сразу в 4 раза большего диаметра — «Экстремально Большой Телескоп» (European Extremely Large Telescope), или же на Гавайях не возведут Тридцатиметровый телескоп (Thirty Meter Telescope). Какой из этих двух конкурирующих проектов будет воплощён быстрее — неизвестно, но по плану и тот и другой должны быть закончены к 2018 году, что для первого проекта выглядит более сомнительно, чем для второго.

Конечно, есть ещё 11 метровые зеркала телескопов HET и SALT, но как уже говорилось выше, из 11 метров у них эффективно используется лишь 9,2 м.

Хотя это и крупнейший телескоп в мире по размеру зеркала, нельзя назвать его самым мощным по оптическим характеристикам, так как в мире существуют многозеркальные системы, превосходящие GTC по своей зоркости. О них и пойдёт речь далее..

Большой Бинокулярный Телескоп

Башня Большого Бинокулярного Телескопа. large binocular telescope.

Башня Большого Бинокулярного Телескопа. США. Аризона.

(Large Binocular Telescope — LBT) — расположен на горе Грэхем(высота 3,3 км.) в штате Аризона (США). Принадлежит Международной Обсерватории Маунт-Грэм. Его строительство обошлось в 120 млн. долл., деньги вложили США, Италия и Германия. LBT — это оптическая система из двух зеркал диаметром 8,4 метра, что по светочувствительности эквивалентно одному зеркалу диаметром 11,8 м. В 2004 году LBT «открыл один глаз», в 2005 было установлено второе зеркало. Но только с 2008 года он заработал в бинокулярном режиме и в режиме интерферометра.

lbt. Большой Бинокулярный Телескоп. Схема.

Большой Бинокулярный Телескоп. Схема.

Центры зеркал находятся на расстоянии 14,4 метра, что делает разрешающую способность телескопа эквивалентной 22-метровому, а это почти в 10 раз больше, чем у знаменитого космического телескопа Хаббла. Общая площадь зеркал составляет 111 кв. м., то есть на целых 37 кв. м. больше, чем у GTC.

Конечно, если сравнивать LBT с многотелескопными системами, такими как телескопы Кека или VLT, которые могут работать в режиме интерферометра с большими, чем у LBT базами (расстоянием между компонентами) и, соответственно, давать ещё большее разрешение, то Большой Бинокулярный Телескоп уступит им по этому показателю. Но сравнивать интерферометры с обычными телескопами не совсем правильно, так как они не могут в таком разрешении давать фотографии протяжённых объектов.

Так как оба зеркала LBT посылают свет в общий фокус, то есть являются частью одного оптического прибора, в отличие от телескопов, о которых пойдёт речь дальше, плюс наличие у этого гигантского бинокля новейших систем активной и адаптивной оптики, то можно утверждать, что Большой Бинокулярный Телескоп — самый совершенный оптический прибор в мире на данный момент.

Телескопы Вильяма Кека

Телескопы Вильяма Кека. keck telescopes.

Башни телескопов Вильяма Кека. Гавайи.

Keck I и Keck II — ещё одна пара телескопов-близнецов. Место расположения — Гавайи, обсерватория Мауна-Кеа, на вершине вулкана Мауна-Кеа (высота 4139 м.), то есть там же где и японский телескоп «Субару» и «Джемини Север». Инаугурация первого Кека состоялась в мае 1993 года, второго — в 1996 г.

Зеркало телескопа Keck-2. keck-ii mirror.

Зеркало телескопа Keck-2.

Диаметр главного зеркала каждого из них составляет 10 метров, то есть каждый из них в отдельности является вторым по величине в мире телескопом после Большого Канарского, совсем немного уступая последнему по размеру, но превосходя его по «зоркости», благодаря возможности работать в паре, а так же более высокому расположению над уровнем моря. Каждый из них способен дать угловое разрешение до 0,04 угловой секунды, а работая вместе, в режиме интерферометра с базой 85 метров — до 0,005″.

Параболические зеркала этих телескопов составлены из з6 шестиугольных сегментов, каждый из которых снабжён специальной опорной системой, с компьютерным управлением. Первая фотография была получена ещё в 1990 году, когда у первого Кека было установлено всего 9 сегментов, это была фотография спиральной галактики NGC1232.

Очень Большой Телескоп

Очень Большой Телескоп. very-large-telescope.

Очень Большой Телескоп. Чили.

Very Large Telescope (VLT). Расположение — гора Параналь (2635 м.) в пустыне Атакама в горном массиве чилийских Анд. Соответственно обсерваторию называют Паранальская, принадлежит она Европейской Южной Обсерватории (ESO), включающей в себя 9 европейских стран.

Один из четырёх главных телескопов VLT.

Один из четырёх главных телескопов VLT.

VLT — это система из четырёх телескопов по 8,2 метра, и ещё четырёх вспомогательных по 1,8 метра. Первый из главных инструментов вступил в строй в 1999 году, последний — в 2002, позже — вспомогательные. После этого в течение ещё нескольких лет велись работы по настройке интерферометрического режима, инструменты соединялись сначала попарно, затем все вместе.

В настоящее время телескопы могут работать в режиме когерентного интерферометра с базой около 300 метров и разрешением до 10 микросекунд дуги. Так же,  в режиме единого некогерентного телескопа, собирая свет в один приёмник по системе подземных туннелей, при этом светосила такой системы эквивалентна одному прибору с диаметром зеркала 16,4 метра.

Естественно, каждый из телескопов может работать и отдельно, получая фотографии звёздного неба с экспозицией до 1 часа, на которых видны звёзды до 30-ой звёздной величины.

Вспомогательный телескоп. auxiliary telescope.

Вспомогательный телескоп.

Первое прямое фото экзопланеты. 2M1207b

Первое прямое фото экзопланеты, рядом со звездой 2M1207 в созвездии Центавра. Получено на VLT в 2004 году.

Материально-техническое оснащение Паранальской обсерватории самое продвинутое в мире. Труднее сказать каких приборов для наблюдения за вселенной здесь нет, чем перечислить какие есть. Это спектрографы всевозможных типов, а так же приёмники излучения от ультрафиолетового до инфракрасного диапазона, так же всех возможных видов.

Как говорилось выше, система VLT может работать как единое целое, но это очень дорогостоящий режим, поэтому он используется редко. Чаще, для работы в интерферометрическом режиме каждый из больших телескопов работает в паре со своим 1,8 метровым  помощником (Auxiliary Telescope — AT). Каждый из вспомогательных телескопов может двигаться по рельсам относительно своего «босса», занимая наиболее выгодное для наблюдения данного объекта положение.

Всё это делает VLT мощнейшей оптической системой в мире, а ESO — самой продвинутой астрономической обсерваторией в мире, это настоящий рай для астрономов. На VLT была сделана масса астрономических открытий, а так же невозможных до этого наблюдений, например, было получено первое в мире прямое изображение экзопланеты.

Один комментарий

  • БТА должен быть в этом списке

Оставить комментарий