0 👁 7 762
Большой телескоп азимутальный (БТА)
Большой Телескоп Азимутальный (БТА)
У подножья горы Пастухова на горе Семиродники в Специальной астрофизической обсерватории (САО) установлен Большой Телескоп Азимутальный. Его также по-простому называют – БТА. Этот находится на высоте 2070 метров над уровнем моря и по принципу действия является телескопом-рефлектором. Главное зеркало данного телескопа имеет диаметр 605 см и имеет параболическую форму. Фокусные расстояние главного зеркала – 24 метра. БТА является крупнейшим телескопом в Евразии. В настоящее время Специальная астрофизическая обсерватория является крупнейшим российским астрономическим центром наземных наблюдений за .
Возвращаясь к телескопу БТА стоит упомянуть несколько весьма впечатляющих цифр. Так, например, вес главного зеркала телескопа без учета оправы составляет 42 тонны, масса подвижной части телескопа - около 650 тонн, а общая масса всего телескопа БТА - около 850 тонн! В настоящее время телескоп БТА имеет несколько рекордов, относительно других телескопов на нашей . Так, главное зеркало БТА является крупнейшем в мире по массе, а купол БТА является крупнейшим астрономическим куполом в мире!
В поисках следующего телескопа мы отправляемся в Испанию, на Канарские острова, а если быть совсем точнее, то на остров Ла Пальма. Здесь на высоте 2267 метров над уровнем моря расположен Большой Канарский телескоп (GTC). Этот телескоп был построен в 2009 году. Как и телескоп БТА, Большой Канарский телескоп (GTC) по принципу действия является телескопом-рефлектором. Главное зеркало данного телескопа имеет диаметр 10,4 метра.
Большой Канарский телескоп (GTC) может наблюдать за звездным небом в оптическом и в среднем инфракрасном диапазоне. Благодаря инструментам Osiris и CanariCam он может проводить поляриметрические, спектрометрические и коронографические исследования космических объектов.
Далее мы отправляемся на Африканский континент, а точнее – в Южно-Африканскую республику. Здесь на вершине холма, в полупустынной местности близ деревушки Сутерланд на высоте 1798 метров над уровнем моря расположен Большой Южно-африканский телескоп (SALT). Как и предыдущие телескопы, по принципу действия Большой Южно-африканский телескоп (SALT) является телескопом-рефлектором. Главное зеркало данного телескопа имеет диаметр 11 метров. Любопытно, но данный телескоп не является крупнейшим в мире, однако, Большой Южно-африканский телескоп (SALT) на сегодняшний день – самый большой телескоп южного полушария. Главное зеркало данного телескопа – это не цельный кусок стекла. Главное зеркало состоит из 91 шестиугольного элемента, каждый из которых имеет диаметр в 1 метр. Для улучшения качества изображения все отдельные сегментные зеркала могут регулироваться по углу. Таким образом, достигается точнейшая форма. Сегодня, такая технология строения главных зеркал (набор отдельных подвижных сегментов) получила широкое распространение при строительстве крупных телескопов.
Большой Южно-африканский телескоп (SALT) был создан для спектрометрического и визуального анализа излучения, исходящего от астрономических объектов, находящихся вне поля видимости телескопов, расположенных в северном полушарии. В настоящее время данный телескоп обеспечивает наблюдение за , дальними и близкими , а также отслеживает эволюцию .
Пришло время отправиться на противоположную часть . Наша следующая цель – гора Грэхем, которая находится в юго-восточной части штата Аризона (США). Здесь на высоте 3300 метров расположен один из наиболее технологически передовых и обладающих наивысшим разрешением оптических телескопов в мире! Знакомьтесь – это Большой бинокулярный телескоп! Название уже говорит само за себя. Данный телескоп обладает двумя главными зеркалами. Диаметр каждого зеркала составляет 8,4 метра. Как и в простейшем бинокле, зеркала Большого бинокулярного телескопа установлены на общем креплении. Благодаря бинокулярному устройству данный телескоп по своей светосиле эквивалентен телескопу с одним зеркалом диаметром 11,8 метра, а его разрешающая способность эквивалентна телескопу с одним зеркалом диаметром 22,8 метра. Здорово, не правда ли?!
Телескоп является частью международной обсерватории Маунт-Грэм. Это совместный проект Аризонского университета и Арчетрийской астрофизической обсерватории во Флоренции (Италия). С помощью своего бинокулярного устройства Большой Бинокулярный Телескоп получает очень детальные изображения далеких объектов, давая необходимую наблюдательную информацию для космологии, внегалактической астрономии, физики звёзд и планет и решает многочисленные астрономические вопросы. Первый свет телескоп увидел 12 октября 2005 года, запечатлев объект NGC 891 в .
Телескопы Вильяма Кека (Keck Observatory)
Теперь мы отправляемся на знаменитейший остров вулканического происхождения – Гавайи (США). Одна из самых известных гор – Мауна-Кеа. Здесь нас встречает целая обсерватория – (Keck Observatory). Данная обсерватория расположена на высоте 4145 метров над уровнем моря. И если у предыдущего большого бинокурярного телескопа имелось два главных зеркала, то в обсерватории Кека мы имеем два телескопа! Каждый из телескопов может работать по отдельности, но телескопы также могут работать совместно в режиме астрономического интерферометра. Это возможно благодаря тому, что телескопы “Кек I” и “Кек II” находятся на расстоянии около 85 метров друг от друга. При таком использовании они имеют разрешение, эквивалентное телескопу с 85-метровым зеркалом. Общая масса каждого телескопа составляет приблизительно 300 тонн.
Как телескоп “Кек I”, так и телескоп “Кек II” имеют главные зеркала, которые выполнены по системе Ричи-Кретьена. Главные зеркала состоят из 36 сегментов, которые образуют отражательную поверхность, диаметр которой равен 10 метрам. Каждый такой сегмент оборудован специальной системой поддержки и наведения, а также системой, защищающей зеркала от деформации. Оба телескопа оборудованы адаптивной оптикой для компенсации атмосферных искажений, которая позволяет получить более качественное изображение. Наибольшее количество экзопланет открыто именно в этой обсерватории с помощью спектрометра высокого разрешения. Открытие новых , этапы зарождения и эволюции нашей изучает данная обсерватория в настоящее время!
Телескоп “Субару”
Телескоп “Субару”
На горе Мауна-Кеа, помимо обсерватории Кека, нас встречает и . Данная обсерватория расположена на высоте 4139 метров над уровнем моря. Любопытно, но название телескопа как никогда космическое! Все дело в том, что Субару в переводе с японского языка означает Плеяды! Строительство телескопа было начало в далеком 1991 году и продолжилось до 1998 года, а уже в 1999 году телескоп «Субару» заработал в полную силу!
Как многие известные телескопы мира, «Субару» по принципу действия является телескопом-рефлектором. Главное зеркало данного телескопа имеет диаметр 8,2 метра. В 2006 году на данном телескопе «Субару» была применена система адаптивной оптики с лазерной гидирующей звездой. Это позволило увеличить угловое разрешение телескопа в 10 раз. Спектрограф Coronagraphic High Angular Resolution Imaging Spectrograph (CHARIS), установленный на телескопе «Субару», предназначен для обнаружения экзопланет, исследования их света с целью установления размера планет, а также газов преобладающих в их .
Теперь мы отправляемся в штат Техас Соединенных Штатов Америки. Здесь расположена обсерватория МакДональда. В этой обсерватории расположен телескоп «Хобби-Эберли». Телескоп назван в честь бывшего губернатора Техаса Билла Хобби и Роберта Эберли, благодетеля из штата Пенсильвания. Телескоп расположен на высоте 2026 метров над уровнем моря. Телескоп был запущен в эксплуатацию в 1996 году. Главное зеркало, как и на телескопах Кека, состоит из 91 отдельных сегментов и имеет общий диаметр 9,2 метра. В отличие от многих крупных телескопов в телескопе «Хобби-Эберли» применены дополнительные и уникальные функции. Одной из таких функций можно назвать отслеживание объекта путем перемещения инструментов в фокусе телескопа. Это обеспечивает доступ к 70-81% неба и позволяет отслеживать один астрономический объект до двух часов.
Телескоп «Хобби-Эберли» широко используется для изучения космоса, начиная с нашей Солнечной системы и заканчивая звёздами в нашей галактике и для изучения остальных галактик. Телескоп «Хобби-Эберли» успешно используется и для поиска экзопланет. Используя низкую разрешающую способность спектрографа, телескоп «Хобби-Эберли» используется для идентификации суперновых для измерения ускорения Вселенной. У данного телескопа есть и «визитная карточка», отличающая этот телескоп от остальных! Рядом с телескопом имеется башня, которая называется центром кривизны выравнивания зеркал. Эта Башня используется для калибровки отдельных сегментов зеркала.
Очень большой телескоп – Very Large Telescope (VLT)
Очень большой телескоп – Very Large Telescope (VLT)
И в завершение рассказа о крупнейших телескопах мира мы отправляемся в Южную Америку, где в Республике Чили на горе Серро Параналь расположен . Да, да! Телескоп так и называется – «Очень Большой телескоп»! Дело в том, что данный телескоп состоит сразу из 4 телескопов, каждый из которых имеет диаметр апертуры в 8,2 метра. Телескопы могут работать как раздельно друг от друга, выполняя съёмку с часовой выдержкой, так и совместно, позволяя увеличить разрешение для ярких объектов, а также для увеличения светимости слабых или сильно удалённых объектов.
«Очень Большой телескоп» был построен Европейской Южной Обсерваторией (ESO). Этот телескоп находится на высоте 2635 метров над уровнем моря. «Очень Большой телескоп» способен производить наблюдения волн разного диапазона - от ближнего ультрафиолетового до среднего инфракрасного. Наличие системы адаптивной оптики позволяют телескопу практически полностью исключить влияние турбулентности атмосферы в инфракрасном диапазоне. Это позволяет получить в этом диапазоне изображения в 4 раза более чёткие, чем телескоп Хаббла. Для интерферометрических наблюдений используются четыре вспомогательных 1,8-метровых телескопа способных передвигаться вокруг основных телескопов.
Вот такие вот они – самые крупные телескопы в мире! К не названным телескопам можно отнести два восьмиметровых телескопа «Джемини-Север» и «Джемини-Юг» на Гавайях и в Чили, принадлежащие Обсерватории Джемини, 5-метровый рефлектор имени Джорджа Хейла в Паломарской обсерватории, 4,2-метровый альт-азимутальный отражательный телескоп Вильяма Гершеля, входящий в группу Исаака Ньютона в Обсерватории дель Рок де лос Мучачос (Ла-Пальма, Канарские острова), 3,9-метровый Англо-Австралийский телескоп (AAT), находящийся в Обсерватории Сайдинг-Спринг (штат Новый Южный Уэльс, Австралия), 4-метровый оптический отражательный телескоп имени Николаса Майолла в Национальной обсерватории Китт-Пик, принадлежащей к Национальным оптическим астрономическим обсерваториям США и некоторые другие.
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
Занимательно об астрономии Томилин Анатолий Николаевич
3. Самый большой в мире телескоп-рефрактор
Самый большой в мире телескоп-рефрактор установлен в 1897 году в Йеркской обсерватории университета в Чикаго (США). Его диаметр D = 102 сантиметра, а фокусное расстояние - 19,5 метра. Представляете, сколько места ему надо в башне!
Главными характеристиками рефрактора являются:
1. Собирательная способность - то есть способность обнаруживать слабые источники света.
Если учесть, что человеческий глаз, собирающий лучи через зрачок с диаметром d примерно 0,5 сантиметра, в темную ночь может заметить огонек спички за 30 километров, то легко подсчитать, во сколько раз собирательная способность 102-сантиметрового рефрактора больше, чем у глаза.
Значит, любая звезда, на которую направлен 102-сантиметровый рефрактор, кажется в сорок с лишним тысяч раз ярче, чем если бы наблюдать ее без всякого инструмента.
2. Следующей характеристикой является разрешающая способность телескопа, то есть свойство инструмента воспринимать раздельно два близко расположенных объекта наблюдения. А так как расстояния между звездами на небесной сфере оцениваются угловыми величинами (градусы, минуты, секунды), то и разрешающая способность телескопа выражается в угловых секундах. Так, например, разрешающая способность йеркского рефрактора примерно равна 0,137 секунды.
То есть на расстоянии в тысячу километров он позволит свободно разглядеть два светящихся кошачьих глаза.
3. И последняя характеристика - увеличение. Мы привыкли к тому, что существуют микроскопы, увеличивающие предметы во много тысяч раз. С телескопами дело обстоит сложнее. На пути к четкому увеличенному изображению небесного тела стоят воздушные вихри атмосферы Земли, дифракция света звезд и оптические дефекты. Эти ограничения сводят на нет усилия оптиков. Изображение размазывается. Так, несмотря на то, что увеличение можно сделать и большим, как правило, оно не превышает 1000. (Кстати, о дифракции света - это явление связано с волновой природой света. Заключается оно в том, что светящаяся точка - звезда наблюдается в виде пятна, окруженного ореолом ярких колец. Это явление ставит предел разрешающей способности любых оптических приборов.)
Телескоп-рефрактор чрезвычайно сложное и дорогое сооружение. Существует даже мнение, что рефракторы очень большого размера вообще не практичны из-за трудностей при их изготовлении. Кто не верит в это, пусть попробует подсчитать, сколько весит линза объектива йеркского телескопа, и подумает, как ее укрепить, чтобы стекло не гнулось от собственной тяжести.
Из книги Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] автора Кондрашов Анатолий Павлович Из книги Занимательно об астрономии автора Томилин Анатолий Николаевич Из книги Физика на каждом шагу автора Перельман Яков Исидорович Из книги Достучаться до небес [Научный взгляд на устройство Вселенной] автора Рэндалл Лиза Из книги Твиты о вселенной автора Чаун Маркус Из книги Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей автора Дмитриев Александр Станиславович4. Телескоп-рефлектор Главным недостатком рефракторов всегда были искажения, возникающие в линзах. Трудно получить большую стеклянную отливку совершенно однородной и без единого пузырька и раковины. Всего этого не боятся телескопы-рефлекторы - инструменты, основанные
Из книги автора6. Менисковый телескоп системы Д. Д. Максутова Примерно в сороковых годах нашего века арсенал древней науки пополнился еще одним новым типом телескопов. Советский оптик член-корреспондент Академии наук СССР Д. Д. Максутов предложил заменить линзу Шмидта, имеющую
Из книги автораКакой металл самый тяжелый? В обиходе свинец считается тяжелым металлом. Он тяжелее цинка, олова, железа, меди, но все же его нельзя назвать самым тяжелым металлом. Ртуть, жидкий металл, тяжелее свинца; если бросить в ртуть кусок свинца, он не потонет в ней, а будет держаться
Из книги автораКакой металл самый легкий? Техники называют «легкими» все те металлы, которые легче железа в два и более раз. Самый распространенный легкий металл, применяемый в технике, – алюминий, который легче железа втрое. Еще легковеснее металл магний: он легче алюминия в 1 1/2 раза. В
Из книги автораГЛАВА 1. ТЕБЕ - МАЛО, МНЕ - В САМЫЙ РАЗ Среди множества причин, по которым я выбрала своей профессией физику, было желание сделать что?нибудь долговременное, даже вечное. Если, рассуждала я, мне предстоит вложить столько времени, энергии и энтузиазма в какое?то дело, то
Из книги автораТелескоп 122. Кто изобрел телескоп? Никто не знает наверняка. Первые примитивные телескопы, возможно, уже были в конце XVI в., может быть, даже раньше. Хотя очень низкого качества.Первое упоминание о телескопе («трубы, чтобы видеть далеко») - в патентной заявке от 25 сентября
Из книги автора122. Кто изобрел телескоп? Никто не знает наверняка. Первые примитивные телескопы, возможно, уже были в конце XVI в., может быть, даже раньше. Хотя очень низкого качества.Первое упоминание о телескопе («трубы, чтобы видеть далеко») - в патентной заявке от 25 сентября 1608,
Из книги автора123. Как работает телескоп? Телескоп буквально собирает звездный свет в фокусе. Линза (хрусталик) глаза делает то же, но телескоп собирает больше света, поэтому изображение ярче/подробнее.Первые телескопы использовали вогнутые линзы для фокусировки звездного света. Свет
Из книги автора128. Когда Космический телескоп Хаббл будет заменен? Космический телескоп Хаббл, который находится на низкой околоземной орбите, назван в честь американского космолога Эдвина Хаббла. Он был запущен в апреле 1990.Почему космос? 1. Небо черное, 24 часа 7 дней в неделю. 2. Нет
Из книги автора130. Как работает нейтринный «телескоп»? Нейтрино: субатомные частицы, возникающие в ядерных реакциях, генерирующих солнечный свет. Поднимите вверх большой палец: 100 млн млн таких частиц пронизывают его каждую секунду.Определяющая характеристика нейтрино: асоциальные
Из книги автора80 Телескоп из очков Для опыта нам потребуются: очки дальнозоркого человека, очки близорукого человека. Звездное небо прекрасно! Между тем большинство городских жителей видят звезды очень редко и, наверное, поэтому не знают их. Есть такое понятие – «световое загрязнение