Самый мощный телескоп в мире увеличение. Самые большие телескопы

На сегодняшний день телескопы по-прежнему остаются одними из основных инструментов астрономов, как любителей, так и профессионалов. Задача оптического инструмента собрать на приемнике света как можно больше фотонов.
В данной статье мы затронем оптические телескопы, кратко ответим на вопрос: «почему размер телескопа имеет значение?» и рассмотрим список самых больших телескопов в мире.

Прежде всего следует отметить различия между телескопом рефлектором и . Рефрактор – это самый первый тип телескопа, который был создан в 1609 году Галилеем. Принцип его работы заключается в сборе фотонов при помощи линзы или системы линз, с последующим уменьшением изображения и передачей его в окуляр, в который астроном смотрит во время наблюдения. Одной из важных характеристик такого телескопа – апертура, высокое значение которой достигается в том числе и с помощью увеличения размера линзы. Наряду с апертурой имеет большое значение и фокусное расстояние, величина которого зависит от длины самого телескопа. По этим причинам астрономы стремились увеличить свои телескопы.
На сегодняшний день самые большие телескопы-рефракторы находятся в следующих учреждениях:

1. В Йеркской обсерватории (Висконсин, США) — диаметром 102 см, созданный в 1897 году;
2. В Ликской обсерватории (Калифорния, США) – диаметром 91 см, созданный в 1888 году;
3. В Парижской обсерватории (Медон, Франция) – диаметром 83 см, созданный в 1888 году;
4. В Потсдамском институте (Потсдам, Германия) – диаметром 81 см, созданный в 1899 году;

Современные рефракторы хоть и шагнули заметно дальше изобретения Галилея, все же обладают таким недостатком как хроматическая аберрация. Кратко говоря, так как угол преломления света зависит от его длины волны, то, проходя через линзу, свет разной длины как-бы расслаивается (дисперсия света), в результате чего изображение выглядит нечетким, расплывчатым. Несмотря на то, что ученые разрабатывают все новые технологии для повышения четкости, например, стекло со сверхнизкой дисперсией, рефракторы все же во многом уступают рефлекторам.
В 1668 году Исаак Ньютон разработал первый . Основная особенность такого оптического телескопа состоит в том, что собирающим элементом является не линза, а зеркало. В силу искажения зеркала, падающий на него фотон отражается в другое зеркало, которое, в свою очередь, направляет его в окуляр. Различные конструкции рефлекторов отличаются взаимным расположением этих зеркал, однако так или иначе рефлекторы избавляют наблюдателя от последствий хроматической аберрации давая на выходе более четкое изображение. Кроме того, рефлекторы можно делать значительно больших размеров, так как линзы рефрактора диметром более 1 м деформируются под собственным весом. Также прозрачность материала линзы рефрактора заметно ограничивает диапазон длин волн, по сравнению с устройством рефлектора.

Говоря о телескопах-рефлекторах, следует также отметить, что с увеличением диаметра главного зеркала растет и его апертура. По описанным выше причинам астрономы стараются заполучить оптические телескопы-рефлекторы наибольших размеров.

Список самых больших телескопов

Рассмотрим семь комплексов телескопов с зеркалами диаметром более 8 метров. Здесь мы пытались их упорядочить по такому параметру как апертура, однако это не определяющий параметр качества наблюдения. Каждый из перечисленных телескопов имеет свои достоинства и недостатки, определенные задачи и требуемые для их выполнения характеристики.

1. Большой Канарский телескоп, открытый в 2007-м году, является оптическим телескопом с наибольшей апертурой в мире. Диаметр зеркала составляет 10,4 метра, собирающая площадь 73 м², а фокусное расстояние — 169,9 м. Телескоп находится в Обсерватории Роке де лос Мучачос, которая расположена на пике потухшего вулкана Мучачос, примерно 2400 метров над уровнем моря, на одном из Канарских островов под названием Пальма. Местный астроклимат считается вторым наиболее качественным для астрономических наблюдений (после Гавайи).

   

   Большой Канарский телескоп — самый большой телескоп в мире

2. Два телескопа Кек имеют зеркала диаметром по 10 метров каждый, собирающая площадь по 76 м² и фокусное расстояние 17,5 м. Принадлежат обсерватории Мауна-Кеа, которая располагается на высоте 4145 метров, на пике горы Мауна-Кеа (Гавайи, США). В обсерватории Кека было обнаружено наибольшее количество экзопланет.

   

3. Телескоп Хобби - Эберли находится в Обсерватории Макдональда (Техас, США) на высоте 2070 метров. Его апертура равна 9,2 м, хотя физически основное зеркало рефлектора имеет размеры 11 х 9,8 м. Собирающая площадь 77,6 м², фокусное расстояние 13,08 м. Особенность этого телескопа заключается в ряде нововведений. Одно из них — подвижные инструменты, находящиеся в фокусе, которые перемещаются вдоль неподвижного основного зеркала.

   

4. Большой южно-африканский телескоп, принадлежащий Южно-африканской астрономической обсерватории, имеет зеркало наибольших размеров – 11,1 х 9,8 метров. При этом его эффективная апертура несколько меньше — 9.2 метра. Собирающая площадь составляет 79 м². Телескоп находится на высоте 1783 метра в полупустынном регионе Кару, ЮАР.

   

5. Большой бинокулярный телескоп является одним из наиболее технологически развитых телескопов. Он обладает двумя зеркалами («бинокулярный»), каждое из которых имеет диаметр 8,4 метра. Собирающая площадь 110 м², а фокусное расстояние 9,6 м. Телескоп находится на высоте 3221 метр и принадлежит Международной обсерватории Маунт-Грэм (Аризона, США).

   

6. Телескоп Субару, построенный в далеком 1999-м году, имеет диаметр 8,2 м, собирающую площадь 53 м² и фокусное расстояние 15 м. Принадлежит обсерватории Мауна-Кеа (Гавайи, США), той же, что и телескопы Кек, но находится шестью метрами ниже – на высоте 4139 м.

   

7. VLT (Very Large Telescope – с англ. «Очень большой телескоп») состоит из четырех оптических телескопов с диметрами по 8,2 м и четырех вспомогательных – по 1,8 м. Телескопы располагаются на высоте 2635 м в пустыне Атакама, Чили. Находятся под контролем Европейской Южной Обсерватории.

   

   «Очень большой телескоп» (VLT)

Направление развития

Так как строительство, установка и эксплуатация гигантских зеркал является достаточно энергозатратным дорогостоящим мероприятием имеет смысл повышать качество наблюдения иными способами, помимо увеличения размеров самого телескопа. По этой причине ученые также работают в направлении развития самих технологий наблюдения. Одной из таких технологий является адаптивная оптика, которая позволяет минимизировать искажения полученных изображений в результате различных атмосферных явлений.
Если рассмотреть подробнее, то телескоп фокусируется на достаточно яркой звезде для определения текущих атмосферных условий, в результате чего получаемые изображения обрабатываются с учетом текущего астроклимата. В случае, если на небосводе нет достаточно ярких звезд, телескоп излучает лазерный луч в небо, формируя на нем пятно. По параметрам этого пятна ученые определяют текущую атмосферную погоду.

Часть оптических телескопов работает также в инфракрасном диапазоне спектра, что позволяет получать более полную информацию об исследуемых объектах.

Проекты будущих телескопов

Инструменты астрономов постоянно совершенствуются и ниже представлены наиболее масштабные проекты новых телескопов.

• планируется возвести в Чили, на высоте 2516 метров, к 2022 году. Собирающий элемент состоит из семи зеркал по 8,4 м диаметром, при этом эффективная апертура достигнет 24,5 м. Собирающая площадь — 368 м². Разрешающая способность Гигантского Магелланова телескопа в 10 превысит таковую телескопа Хаббл. Способность собирать свет будет вчетверо превышать таковую любого современного оптического телескопа.

  

• Тридцатиметровый телескоп будет относиться к обсерватории Мауна-Кеа (Гавайи, США), к которой также относятся телескопы Кек и Субару. Данный телескоп намерены возвести к 2022-му году на высоте 4050 метров. Как видно из названия, диаметр его главного зеркала будет составлять 30 метров, собирающая площадь — 655 м 2 , а фокусное расстояние – 450 метров. Тридцатиметровый телескоп будет способен собирать вдевятеро больше света, чем любой существующий, его четкость превысит четкость Хаббла в 10-12 раз.

  

• (E-ELT) на сегодня является наиболее масштабным проектом телескопа. Он будет расположен на горе Армасонес на высоте 3060 метров, Чили. Диаметр зеркала E-ELT составит 39 м, собирающая площадь 978 м 2 и фокусное расстояние до 840 метров. Собирающая способность телескопа превысит в 15 раз таковую любого существующего сегодня, а качество изображения будет в 16 раз лучше, чем у Хаббла.

  

Перечисленные телескопы выходят за пределы видимого спектра и способны улавливать изображения также и в инфракрасной области. Сравнение этих наземных телескопов с орбитальным телескопом Хаббл означает то, что ученые преодолели барьер из помех, образованный в результате атмосферных явлений, при этом превзойдя мощный орбитальный телескоп. Все три перечисленные аппарата, вместе с Большим бинокулярным телескопом и Большим Канарским телескопом будут относиться к новому поколению так называемых Экстремально больших телескопов (Extremely Large Telescope — ELT).

(Факты@Science_Newworld).

1 фото.
Cамый большой телескоп, точнее даже три. Первые два - это телескопы Keck I и Keck II в обсерватории Mauna Kea на Гавайях, США. Построены в 1994 и 1996 гг. диаметр их зеркал - 10 м. это самые большие телескопы в мире в оптическом и инфракрасном диапазонах. Keck I и Keck II могут работать в паре, в режиме интерферометра, давая угловое разрешение, как у 85-метрового телескопа.

И ещё один такой же испанский телескоп GTC построен в 2002 г. на канарских островах. Большой канарский телескоп (Gran Telescopio Canarias (GTC. Он расположен в обсерватории Ла- пальма, на высоте 2400 м. над уровнем моря, на вершине вулкана мучачос. Диаметр его зеркал - 10, 4 м., то есть чуть больше, чем у Keck -ов. Похоже, что самый большой одиночный телескоп всё - же именно он.

3 фото.
В 1998 г. несколько европейских стран построили в горах Чили "Очень Большой Телескоп" - Very Large Telescope (VLT. Это четыре телескопа с зеркалами по 8, 2 м. если все четыре телескопа работают в режиме одного целого, то яркость получаемого изображения - как у 16-метрового телескопа. Снимок ESO.

4 фото.
Так же нужно упомянуть большой южноафриканский телескоп Salt с зеркалом 11 х 9, 8 м. это самый большой телескоп в южном полушарии. Его действительно полезная зеркальная поверхность меньше диаметра в 10 м. (данных о полезной площади Keck -ов и GTC у меня нет.

То есть, за звание самого большого телескопа могут бороться несколько упомянутых установок. В зависимости от того, что же считать самым важным: угловое разрешение, общую мощность или количество зеркал.

5 фото.
Самый большой телескоп в России - большой телескоп альт - азимутальный (бта. Он расположен в Карачаево-Черкесии. Диаметр его зеркала - 6 м. построен в 1976 г. с 1975 по 1993 гг. являлся самым большим телескопом в мире. Сейчас он входит лишь во вторую десятку самых мощных телескопов мира.

Самые большие радиотелескопы.

6 фото.
Не надо забывать и о радиотелескопах. Телескоп аресибо телескоп в обсерватории аресибо в пуэрто - рико имеет сферическую чашу диаметром 304, 8 м. работает с длинами волн от 3 см. До 1 м. построен в 1963 году. Это самый большой телескоп с одиночным зеркалом.

Летом 2011 года Россия наконец смогла запустить космический аппарат "Спектр - Р", космическую составляющую проекта "радиоастрон". Этот космический радиотелескоп способен работать в связке с наземными телескопами в режиме интерферометра. За счёт того, что в апогее он удаляется от земли на расстояние 350 км., его угловое разрешение может достигать всего лишь миллионных долей угловой секунды - в 30 раз лучше наземных систем. Среди радиотелескопов, это самый лучший телескоп по угловому разрешению.

Самый мощный телескоп.

7 фото.
Так какой же телескоп самый мощный? Ответить невозможно, поскольку в одних случаях важнее угловое разрешение, в других - световая мощность. А есть ещё инфракрасный, радио -, ультрафиолетовый, рентгеновский диапазоны.
Телескоп хаббл если ограничиться одним лишь видимым диапазоном, то одним из самых мощных телескопов будет знаменитый космический телескоп имени хаббла. За счёт почти полного отсутствия влияния атмосферы, при диаметре всего 2, 4 м., его разрешающая способность в 7-10 раз выше, чем была бы у него же, будь он размещён на земле. Этот один из самых мощных на сегодня телескопов проработает на орбите то 2014 года.

8 фото.
В 2018 году его должен сменить ещё более мощный телескоп "Джеймс Вебб" - Jwst. Его зеркало должно состоять из нескольких частей и иметь диаметр около 6, 5 м. при фокусном расстоянии 131, 4 м. этот следующий самый мощный космический телескоп планируется разместить в постоянной тени земли, в точке Лагранжа L2 системы солнце - земля.

Первые телескопы.

Самый первый телескоп в мире был построен Галилео Галилеем в 1609 г. это линзовый телескоп - рефрактор. Точнее, это была скорее подзорная труба, которую изобрели за год до этого, а Галилей был первым, кто решил посмотреть в эту трубу на луну и планеты. В качестве объектива у самого первого телескопа была одна собирающая линза, а окуляром служила одна рассеивающая. Имел малый угол зрения, сильный хроматизм и всего трёхкратное увеличение (потом Галилей довёл его до 32 крат.

Кепплер расширил угол зрения, заменив в окуляре рассеивающую линзу на собирающую. Но, хроматизм остался. Поэтому в первых телескопах - рефракторах с ним боролись довольно простым способом - уменьшали относительное отверстие, то есть увеличивали фокусное расстояние.

9 фото.
Например самый большой телескоп Яна гевелия имел в длину 50 метров! Он подвешивался на столбе и управлялся канатами.

10 фото.
Знаменитый телескоп "Левиафан" ("the Leviathan of Parsonstown") был построен в 1845 году, в замке лорда оксмантоуна (Уильяма парсонса, графа Росса) в Ирландии. 72-Дюймовое зеркало расположено в трубе длиной 60 футов. Труба перемещалась почти, внимание, только в вертикальной плоскости, но ведь небосвод вращается в течение суток. Впрочем, небольшой запас хода по азимуту был - можно было вести объект в течение одного часа.
Зеркало было изготовлено из бронзы (медь и олово) и весило 4 тонны, с оправой - 7 тонн. Разгрузка такой махины делалась на 27 точек. Было изготовлено 2 зеркала - одно сменяло другое по мере возникновения нужды в переполировке, поскольку бронза быстро темнеет в ирландском сыром климате.
Самый большой телескоп того времени приводился в движение паровой машиной через сложную систему рычагов и передач, что требовало трёх человек для контроля перемещений.
Он проработал вплоть до 1908 г., будучи самым большим телескопом в мире. К 1998 г. потомки Росса построили копию "Левиафана" на старом месте, которая доступна для посетителей. Впрочем, зеркало копии алюминиевое, а привод управляется гидравликой и электричеством.

Продолжение обзора самых крупных телескопов мира, начатого в

Диаметр главного зеркала более 6 метров.

Смотрите так же расположение крупнейших телескопов и обсерваторий на

Многозеркальный Телескоп

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 (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. 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). 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». Гавайи. Вулкан Мауна-Кеа (4200 м). «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.

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»

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

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:

• 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. 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.

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

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.

..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. 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.

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

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.

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. 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.

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.

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.

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):

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

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». (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

События

Планы строительства самого большого в мире телескопа на вершине вулкана Гавайских островов, наконец, были одобрены. Идея построить новый телескоп с зеркалом диаметра около 30 метров , самый крупный на сегодняшний день, принадлежит ученым из Калифорнийского и Канадского университетов.

Телескоп, который по предварительным оценкам, обойдется в 1 миллиард долларов , позволит наблюдать за планетами, которые вращаются вокруг далеких звезд. Также новый телескоп позволит астрономам открывать новые планеты и наблюдать за образованием звезд.

Более того, с помощью новейшего телескопа ученые смогут заглянуть в самое далекое прошлое, точнее, наблюдать за тем, что было 13 миллиардов лет назад , когда наша Вселенная только начинала формироваться.

Самый большой телескоп в мире

Первичное сегментированное зеркало телескопа будет иметь диаметр примерно 30 метров. Оно позволит охватить огромную площадь, превышающую площадь самого крупного современного телескопа в 9 раз . Четкость изображений, полученных с помощью нового телескопа, будет превышать четкость современных телескопов в 3 раза .

Строительство самого большого в мире телескопа начинается уже в этом месяце. Для него выбрали подходящее место – вершину вулкана Мауна-Кеа на Гавайях . Группа, занятая в новом проекте, заключила договор на субаренду земли под строительство с Гавайским Университетом.

Жители этих мест выступили против строительства телескопа, объясняя свое недовольство тем, что проект может навредить священной горе. Эти места известны захоронениями святых. Защитники природы также выступают против строительства , пытаясь остановить проект, который может плохо отразиться на здоровье природы, например, разрушить среду обитания некоторых редких видов живых существ.

Канадский департамент земель и природных ресурсов все же одобрил проект, но выставил около двух десятков условий, в том числе требование, чтобы все рабочие обучались бережно обращаться с хрупкой природой этих мест и знали все культурные особенности местных жителей.

Мауна-Кеа – знаменитый вулкан Гавайских островов

Вершина вулкана Мауна-Кеа уже приютила около двух десятков телескопов. Этот спящий вулкан очень популярен в астрономическом мире, так как его вершина расположена над облаками на высоте 4205 метров , предлагая идеальную видимость 300 дней в году .

Расположение на изолированных островах в центральной части Тихого океана позволяет избежать проблемы светового загрязнения , что также увеличивает видимость во много раз. На Большом острове, где расположена гора, имеется несколько городов, но их свет не будет мешать наблюдениям.

Помимо американских и канадских университетов в проекте примут участие также организации из Китая, Индии и Японии.

Крупнейшие оптические телескопы-рефлекторы современности

1) Большой Канарский телескоп . Этот знаменитый оптический телескоп-рефлектор, расположенный на острове Ла-Пальма Канарского архипелага (Испания) на высоте 2400 метров над уровнем моря. Диаметр его первичного зеркала составляет 10,4 метра , оно разделено на сегменты-шестиугольники.

Телескоп начал свою работу в июле 2007 года и на сегодняшний день остается одним из крупнейших рабочих оптических телескопов. Телескоп позволяет видеть в миллиард раз лучше, чем невооруженный глаз.

2) Обсерватория Кека . Эта астрономическая обсерватория расположена на Большом острове Гавайского архипелага , на вершине горы Мауна-Кеа , там, где началось строительство нового крупнейшего телескопа планеты. Обсерватория включает два зеркальных телескопа с диаметром первичных зеркал 10 метров . Телескопы начали работу в 1993 и 1996 годах соответственно.

Обсерватория находится на высоте 4145 метров над уровнем моря. Она прославилась тем, что позволила открыть большинство экзопланет.

3) Большой южно-африканский телескоп (SALT) . Этот оптический телескоп, крупнейший телескоп Южного полушария, расположен в полупустыне ЮАР недалеко от города Сутерланд на высоте 1783 метра . Диаметр первичного зеркала - 11 метров , он был открыт в сентябре 2005 года .

4) Телескоп Хобби-Эберли . Еще один крупный телескоп с диаметром первичного зеркала 9,2 метра расположен в Техасе, США, в обсерватории Мак Дональда , которая принадлежит Техасскому Университету в городе Остин.

5) Большой Бинокулярный Телескоп . Этот телескоп считается одним из самых мощных и технологически передовых в мире. Он был открыт в штате Аризона, США, на горе Грэхем в октябре 2005 года . Расположен на высоте 3221 метр . Два зеркала телескопа имеют диаметр 8,4 метра , они установлены на общем креплении. Такая двойная конструкция позволяет фотографировать объект одновременно в разных фильтрах, что облегчает работу астрономам и существенно экономит время.

Самый большой оптический телескоп в России

Самым крупным телескопом Евразии считается Большой Телескоп Альт-Азимутальный (БТА) , который был открыт в декабре 1975 года . До 1993 года считался крупнейшим оптическим телескопом на планете.

Диаметр первичного зеркала этого телескопа составляет 6 метров . Телескоп является частью Специальной астрофизической обсерватории и находится на вершине лысой горы Пастухова на высоте 2070 метров над уровнем моря в Карачаево-Черкессии в предгорьях Кавказа.