4. 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

6. 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

Какой 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

Какой 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

ГЛАВА 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

Телескоп 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

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 1608,

123. 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

128. 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

130. 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

80 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

10

При фокусном расстоянии в 21 метр этот рефрактор является самым длинным в мире. Вес его подвижной частия составляет 130 тонн!

9 Телескоп-рефрактор Говарда Грубба

В настоящее время в зданиях Гринвичской обсерватории расположен музей астрономических и навигационных инструментов, который является частью Национального морского музея. Одним из уникальных экспонатов музея является 28-дюймовый телескоп-рефрактор Говарда Грубба (англ. Howard Grubb), созданный в 1893 году и остающийся крупнейшим рефрактором в Великобритании.

8

Научная деятельность обсерватории охватывает практически все приоритетные направления фундаментальных исследований современной астрономии: небесная механика и звёздная динамика, астрометрия (геометрические и кинематические параметры Вселенной), Солнце и солнечно-земные связи, физика и эволюция звезд, аппаратура и методика астрономических наблюдений. Закладка обсерватории состоялась в 1835 году. Завершились работы через четыре года в 1839 году. К 50-й годовщине основания в обсерватории была дополнительно создана астрофизическая лаборатория и установлен самый большой на тот момент в мире 76-сантиметровый телескоп-рефрактор Репсольда, построенный фирмой Элвина Кларка.

7

Обсерватория Аллегейни - астрономическая обсерватория, основанная в 1859 году в Питтсбурге, Пенсильвания, США. Обсерватория принадлежит Питтсбургскому университету и входит в состав факультета физики и астрономии. Первоначально обсерватория ставила перед собой задачу популяризации астрономии. После 1867 года обсерватория была передана Университету. 18 ноября 1883 года из обсерватории был подан по телеграфу первый сигнал точного времени для железных дорог США и Канады. Сигнал подавался в полдень по восточному времени. Это время и по сей день используется в службе времени США. Услуга была платная и она окупала все расходы обсерватории до 1920 года, пока Военно-морская обсерватория США не начала давать сигнал времени бесплатно. С 1972 года Джодж Гейтвуд начал использовать обсерваторию для поиска экзопланет астрометрическим методом.

6

76-сантиметровый (30-дюймов) телескоп-рефрактор длиной 18 метров на момент установки в обсерватории (1888 год) был самым большим и мощным телескопом в мире. Этот рекорд был побит спустя всего лишь год телескопом, установленным в Ликской обсерватории. В Ницце было открыто около двух тысяч новых двойных звезд.

5

«Великий рефрактор» расположен в купольном здании (диаметр купола которого составляет 21 метр), специально сооруженном для Потсдамской астрофизической обсерватории. В 2006 году здание было отреставрировано и открыто для посетителей. Телескоп в форме двойного рефрактора по-прежнему находится в рабочем состоянии и используется для научных исследований.

4

Парижская обсерватория была основана в 1667 году по указу короля Франции и Наварры Людовика XIV (обновлённое здание было торжественно открыто им 1 мая 1682) и является старейшей из ныне работающих в мире. Крупнейший инструмент обсерватории - двойной фотовизуальный рефрактор (диаметр объектива визуального рефрактора - 83 см, астрографа - 63 см, фокусное расстояние обоих - 17 метров).

3

Ликская астрономическая обсерватория, одна из первых горных обсерваторий, расположена на склоне горы Гамильтон на высоте 1283 метра, в 46 километрах от города Сан-Хосе и принадлежит Калифорнийскому университету в Санта-Крузе.36 дюймовый (91,44 см) телескоп-рефрактор, установленный в обсерватории, был самым большим телескопом на Земле на протяжении 9 лет.

Местоположение обсерватории обеспечило превосходные условия наблюдения; к тому же, вечерний воздух наверху горы Гамильтона чрезвычайно спокоен, и вершина горы обычно располагается выше уровня облачного покрова, который часто бывает в области Сан-Хосе.

2

В Йеркской обсерватории находится 40-дюймовый (1,02 метра) телескоп-рефрактор, изготовленный фирмой Элвина Кларка. На данный момент он остаётся самым большим рефракторным телескопом из когда-либо использовавшихся. Любопытно, что мастера фирмы Кларк тонкую шлифовку выполняли вручную, подгоняя отдельные части объектива под нужную форму. Эта мучительная работа, требующая огромного терпения и мастерства, заняла пять лет. Зато был достигнут рекорд. Возможно, что здесь уже достигнут разумный предел. Объективы с поперечником более 40 дюймов должны быть слишком толстыми и потому поглощающими много света. Кроме того, под влиянием огромного собственного веса они прогибаются и по этой причине портятся создаваемые ими изображения.

Нет смысла побивать рекорды Альвана Кларка и по другим причинам. Длиннофокусные рефракторы типа Йеркского или Ликского обладают очень большим вторичным спектром и фотосъемка с их помощью дает расплывчатые изображения. Неудобны они и для спектральных и для астрометрических наблюдений - с меньшими инструментами получаются лучшие результаты. Видимо, рефракторы достигли «потолка» и будущее не за ними.

1

Это крупнейший из когда-либо созданных телескопов-рефракторов. Он был создан специально для экспозиции на Всемирной выставке в Париже 1900 года. В качестве астрономического инструмента телескоп практически не использовался. По окончании выставки демонтирован и разобран.

Диаметр двухлинзового объектива- ахромата составлял 1,25 м, фокусное расстояние- 57 метров. Длина трубы превышала 60 метров. Объектив предназначался для визуальных наблюдений, а для работы в качестве астрографа он мог быть заменён другим объективом, исправленным для фотографических наблюдений. По причине значительной массы объектива и длины трубы установка телескопа на традиционной экваториальной монтировке представлялась невозможной, и было решено установить телескоп неподвижно и горизонтально. Наведение на небесные объекты осуществлялось с помощью отдельного сидеростата (плоского поворотного зеркала диаметром два метра, отражавшего свет в неподвижный объектив). Фокусировка осуществлялась подвижкой окулярной части по направляющим рельсам. При увеличении 500х угловое поле зрения инструмента составляло 3 угловых минуты.

К сожалению, это великолепное творение постиг печальный конец. Компания, организованная для строительства телескопа в 1886 году, объявила о банкротстве сразу по окончании выставки. В 1909 г. телескоп выставили на аукцион. Покупателя не нашлось, и телескоп разобрали на слом. Зеркало сидеростата выставлено в Парижской обсерватории как часть исторической экспозиции; два объектива, упакованные в ящики, хранятся там же, в подвальных помещениях.

Аресибо - астрономическая обсерватория, расположенная в Пуэрто Рико, в 15 км от города Аресибо, на высоте 497 м над уровнем моря. Ее радиотелескоп является самым большим в мире и используется для исследований в области радиоастрономии, физики атмосферы и радиолокационных наблюдений объектов Солнечной системы. Также информация с телескопа поступает для обработки проектом SETI@home, посредством подключённых к Интернету компьютеров добровольцев. Проект этот, напомним, занимается поиском внеземных цивилизаций.

Помните 10 лет назад был фильм про Джеймса Бонда - "Золотой глаз". Там как раз действия разворачивались на этом телескопе.

Многие наверное подумали что это декорации к фильму. А телескоп к тому моменту уже работал 50 лет

Обсерватория Аресибо находится на высоте 497 метров над уровнем моря. Несмотря на то, что расположена она в Пуэрто Рико, используется и финансируется она всевозможными университетами и агентствами США. Основным предназначением обсерватории является исследование в области радиоастрономии, а также наблюдение за космическими телами. Для этих целей и был построен самый большой в мире радиотелескоп. Диаметр тарелки составляет 304,8 метров.

Глубина тарелки (зеркало рефлектора по научному) сотавляет - 50,9 метров, общая площадь - 73000 м2. Изготовлена она из 38778 перфорированных (дырчатых) алюминиевых пластин, уложенных на сетку из стальных тросов.

Над тарелкой подвешена массивная конструкция, передвижной облучатель и его направляющие. Держится она на 18 тросах, натянутых от трёх башен поддержки.

Если Вы купите входной билет на экскурсию, стоимостью 5$, то получите возможность подняться на облучатель по специальной галерее или в клетке подъёмника.

Строительство радиотелескопа было начато в 1960 году, а уже 1 ноября 1963 года состоялось открытие обсерватории.

За время своего существования, радиотелескоп Аресибо отличился тем, что были открыты несколько новых космических объектов (пульсары, первые планеты за пределами нашей Солнечной системы), лучше исследованы поверхности планет нашей Солнечной системы, а также, в 1974 году было отправлено послание Аресибо, в надежде, что какая-нибудь внеземная цивилизация откликнется на него. Ждёмс.

При проведении этих исследований включается мощный радар и измеряется ответная реакция ионосферы. Антенна такого большого размера является необходимой, потому что на тарелку для измерения попадает лишь малая часть рассеянной энергии. Сегодня только треть времени работы телескопа отведено для изучения ионосферы, треть - для исследования галактик, а оставшаяся треть отдана астрономии пульсаров.

Аресибо, без сомнения, превосходный выбор для поиска новых пульсаров, поскольку огромные размеры телескопа делают поиски более продуктивными, позволяя астрономам находить доселе неизвестные пульсары, которые оказались слишком малы, чтобы быть замеченными при помощи телескопов меньших размеров. Тем не менее, такие размеры имеют и свои недостатки. Например, антенна должна оставаться закрепленной на земле из-за невозможности управлять ей. Вследствие чего телескоп в состоянии охватить только сектор неба, который находится непосредственно над ним на пути вращения земли. Это позволяет Аресибо наблюдать за сравнительно небольшой частью неба, по сравнению с большинством других телескопов, которые могут охватывать от 75 до 90% неба.

Второй, третий и четвертый по величине телескопы, которые используются (или будут использоваться) для исследования пульсаров - это соответственно телескоп Национальной радиоастрономической обсерватории (НРАО) в Западной Вирджинии, телескоп института Макса Планка в Эффельсберге и телескоп Грин-Бэнк НРАО тоже в Западной Вирджинии. Все они имеют диаметр не менее 100 м и полностью управляемы. Несколько лет назад 100-метровая антенна НРАО упала на землю, и сейчас ведутся работы по установке более качественного 105-метрового телескопа.

Это лучшие телескопы для изучения пульсаров, не попадающих в радиус действия Аресибо. Заметьте, что Аресибо втрое больше 100-метровых телескопов, а это значит, что он охватывает площадь в 9 раз большую и достигает результатов научных наблюдений в 81 раз быстрее.

Тем не менее, существует множество телескопов диаметром меньше 100 метров, которые также успешно используются для изучения пульсаров. Среди них Parkes в Австралии и 42-метровый телескоп НРАО.

Большой телескоп может быть заменен совмещением нескольких телескопов меньших размеров. Эти телескопы, точнее, сети телескопов, могут охватывать площадь, равную той, которая охватывается стометровыми антеннами. Одна из таких сетей, созданная для апертурного синтеза, называется Very Large Array. Она насчитывает 27 антенн, каждая 25 метров в диаметре.

Начиная с 1963 года, когда было закончено строительство обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико (Arecibo Observatory in Puerto Rico), радиотелескоп этой обсерватории, диаметром 305 метров и площадью 73000 квадратных метров, был самым большим радиотелескопом в мире. Но вскоре Аресибо может потерять этот статус из-за того, что в провинции Гуйчжоу, расположенной в южной части Китая, начато строительство нового радиотелескопа Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST). По завершению строительства этого телескопа, которое согласно планам должно завершиться в 2016 году, телескоп FAST будет в состоянии "видеть" космос на глубину в три раза больше и производить обработку данных в десять раз быстрее, чем это позволяет оборудование телескопа Аресибо.

Изначально строительство телескопа FAST было намечено для участия в международной программе Square Kilometer Array (SKA), в рамках которой будут объединены сигналы с тысяч антенн радиотелескопов меньших размеров, разнесенных на расстояние 3000 км. Как известно на данный момент , телескоп SKA будет возводиться в южном полушарии, но вот где именно, в Южной Африке или Австралии, будет решено позже.

Несмотря на то, что предложенный проект телескопа FAST не стал частью проекта SKA, китайское правительство дало проекту зеленый свет и выделило финансирование в размере 107,9 миллионов долларов для начала строительства нового телескопа. Строительство было начато в марте месяце, в провинции Гуйчжоу, в южной части Китая.

В отличие от телескопа Аресибо, который имеет неподвижную параболическую систему, фокусирующую радиоволны, кабельная сеть телескопа FAST и система конструкции параболического отражателя позволят телескопу менять форму поверхности отражателя в режиме реального времени с помощью системы активного контроля. Это станет возможным благодаря наличию 4400 треугольных алюминиевых листов, из которых формируется параболическая форма отражателя и которую можно навести на любую точку ночного неба.

Использование специальной современной приемной аппаратуры придаст телескопу FAST беспрецедентно высокую чувствительность и высокие скорости обработки поступающих данных. С помощью антенны телескопа FAST можно будет принять настолько слабые сигналы, что станет возможным "рассматривание" с его помощью нейтральных облаков водорода в Млечном пути и других галактиках. А основными задачами, над которыми будет работать радиотелескоп FAST, будут обнаружение новых пульсаров, поиск новых ярких звезд и поиск внеземных форм жизни.

источники
grandstroy.blogspot.com
relaxic.net
planetseed.com
dailytechinfo.org

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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