Европейский чрезвычайно большой телескоп. Какой самый большой телескоп в мире и где он находится? Сравнение размеров телескопа

На иллюстрации показана трехмерная модель телескопа E-ELT «в естественной среде обитания» - на специально подготовленной площадке на вершине горы Армазонес (Cerro Armazones) в Чили.

Техника, с которой сейчас работают астрономы, настолько продвинутая, что они могут заглядывать почти в самые далекие (а значит, и самые древние) уголки Вселенной. Но, как это часто бывает, например, в спорте, - чтобы еще чуть-чуть улучшить и без того первоклассный результат, нужны колоссальные усилия. Чтобы телескоп мог видеть более тусклые объекты, он должен собирать больше света. Поскольку лишнее наблюдательное время взять неоткуда, приходится увеличивать размеры телескопов. К счастью, технологии вроде активной и адаптивной оптики это позволяют.

Подчеркивая размеры и технические особенности новых телескопов (или, как иногда шутят, из-за недостатка фантазии у астрономов), им часто дают незамысловатые названия. Например, Очень большой телескоп (Very Large Telescope, VLT) или Большой бинокулярный телескоп . Это относится и ко многим телескопам, которые пока еще только планируется строить: Тридцатиметровый телескоп (с диаметром главного зеркала 30 м), Большой обзорный телескоп (Large Synoptic Survey Telescope). Самый большой из телескопов ближайшего будущего - Европейский чрезвычайно большой телескоп (European Extremely Large Telescope, E-ELT) с диаметром зеркала 39 метров - тоже в тренде.

25 мая этого года была пройдена важная веха в истории E-ELT: в штаб-квартире ESO в Гархинге близ Мюнхена (Германия) был подписан контракт с консорциумом ACe Consortium на строительство башни, купола и механических конструкций телескопа. Это самый крупный контракт в истории наземной астрономии: его сумма составляет 400 миллионов евро.

За эти деньги консорциум построит вращающийся купол диаметром 85 метров общей массой около 5000 тонн и смонтирует в нем крепеж для телескопа и конструкции трубы, общая подвижная масса которых превысит 3000 тонн. Обе эти механические конструкции будут намного превосходить по размерам все аналогичные структуры современных наземных телескопов. Башня будет почти 80 метров высотой, а площадь под ней будет сравнима с площадью футбольного поля.

Само же зеркало будет иметь площадь 978 м 2 и состоять из 798 правильных шестиугольников с диагональю 1,4 м и толщиной всего 5 см. Если сравнить E-ELT с любым юнитом VLT, то он будет собирать в 15 раз больше света, а значит, видеть объекты в 15 раз более слабые. Предполагается, что именно это новое поколение телескопов сможет увидеть признаки биосферы на планетах вне Солнечной системы и обнаружить самые первые галактики после Большого взрыва .

Алексей Паевский

20 июня 2014 года, в центральной части пустыни Атакама в Чили, была взорвана вершина горы Cerro Armazones, высотой 3060 метров.

Шутка про названия телескопов

Этот взрыв представляет собой первый этап в формировании плоской платформы размером 300х150 метров на вершине горы и удалении 220000 кубометров породы.

На сформированной платформе, Европейской Южной Обсерваторией ESO будет создан самый большой телескоп в мире, названый E-ELT (Экстремально Большой Телескоп).

Территория для телескопа

13 октября 2011 года, Республика Чили и ESO подписали соглашение о передаче земель для строительства Экстремально Большого Телескопа. Чили пожертвовала площадь в 189 квадратных километров вокруг горы Cerro Armazones для установки E-ELT, а также концессию на 50 лет на дополнительные 362 кв. км прилегающей территории , которая будет защищать E-ELT от светового загрязнения и исключать возможность добычи полезных ископаемых. При нынешней 719 кв. км. земли вокруг Cerro Paranal, общая охраняемая территория вокруг комплекса Paranal-Armazones достигает 1270 кв. км.!

Почему именно Чили?

Замедленная киносъемка (time-lapse) с вершины Cerro Armazones

Почему для строительства была выбрана именно Чили? Все дело в том, что на земле не так уж и много мест с идеальным астроклиматом. Наилучшим местом считаются Анды с Чили, в частности горное плато Паранал и его окрестности, где уже построены и работают 4-е телескопа VLT, гигантский радиотелескоп ALMA и другие телескопы, такие как VISTA. Воздух в этом районе сухой, а высота 3000 метров и большое количество солнечных дней делают это место одним из лучших для строительства, к тому же Чили входит в состав ESO. Другим интересным место с хорошим астроклиматом является вершина горы Маун Кеа на Гавайях, где уже функционируют несколько больших телескопов.

Параметры E-ELT

Галерея компьютерных рендеров E-ELT

Построенное в начале 2000 годов поколение больших (8-10 метров) телескопов принесло своим создателям множество открытий. На данный момент, астрономия испытывает золотую эру своего развития. Проектируемый телескоп E-ELT будет иметь возможности, которые в 10 раз больше, чем у его предшественников. Главное зеркало будет диаметром почти 40 м, что составляет почти половину футбольного поля. Оно будет собирать почти в 15 раз больше света, чем самые современные оптические телескопы на сегодня. Его площадь составит примерно 1000 квадратных метров из 800 шестиугольных сегментов, каждый из которых размером 1,4 метра, при толщине 50 мм и покрывающие поле зрения на небе 1/10 размера полной Луны.

Телескоп E-ELT будет намного больше, чем все остальные большие телескопы, которые планируется построить в ближайшее время или уже построены, в том числе и Тридцатиметровый телескоп (Thirty Meter Telescope (TMT), который будет построен на Гавайях.

Для примера: размеры будущего E-ELT, уже существующих телескопов «VLT», диаметром 8-метров (справа от E-ELT) и пирамид на плато Гиза.

Сравнение размеров телескопа

На фоне гигантских размеров главного зеркала, все остальные элементы этого оптического прибора выглядят незначительными. Например его вторичное монолитное зеркало имеет диаметр “всего” 4,2 метра. Однако еще совсем недавно такую “вторичку” не зазорно было использовать в качестве первичного зеркала. Также у телескопа E-ELT будет целых 5 адаптивных зеркал, которые будут корректировать искажения, вносимых нашей атмосферой. Все это не удивительно, ведь стоимость проекта оценена в 1 миллиард евро! Ожидается, что в 2022 году Экстремально Большой Телескоп будет запущен и мы увидим его первые снимки.

Что ждать от телескопа E-ELT?

Одна из самых интересных задач будущего телескопа это исследование экзопланет. Даже не столько их открытие, сколько получение прямых изображений больших экзопланет, а также их спутников. С помощью E-ELT мы сможем узнать параметры их атмосфер, а также вести наблюдения за их орбитами. Множество фундаментальных вопросов ждут своего решения и один их них это формирование планетарных систем, процессы возникновения и развития протопланет. С помощью своершенного оптического прибора можно будет обнаружить молекулы воды или органические вещества в протопланетных дисках вокруг звезд.

Исследование экзопланет

Планета у звезды HR 8799, открыта непосредственным наблюдением в ИК спектре. HR 8799 располагается на расстоянии 129 световых лет от нас, в созвездии Пегаса.

На сегодня мы гораздо больше знаем о звездах, чем о их экзопланетах, а все из-за того, что современные инструменты дают хорошую возможность наблюдать звезды, но мало пригодны для исследования экзопланет.

Планета у звезды Бета Живописца в обоих элонгациях

Главный плюс прямого наблюдения экзопланет состоит в том, что в отличие от космического телескопа «Кеплер» мы сможем исследовать экзопланеты, лежащие вне плоскости орбит своих звезд. Экзопланет, у которых орбита не совпадают с лучом зрения, обнаружится намного больше. Так ближайшие к нашему Солнцу 53 звезды в окружности диаметром 10 парсек – весьма любопытны для прямого поиска экзопланет размером с Землю. Из этих 53-х звезд, пять это двойные системы с невидимыми спутниками, и вероятно, с возможными планетами. Лет через 20 мы вероятно сможем получить доказательства существования внеземной жизни – анализирую спектры планетных атмосфер. При условии что жизнь на этих планетах существует.

Предельная звездная величина

У планеты типа Юпитера, звездная величина, на расстоянии 1 а.е. от звезды похожей на наше Солнце, при исследовании с расстояния 10 парсек, будет около 24. Так в 8-метровый телескоп VLT мы можем наблюдать объекты вплоть до 27 звездной величины. Используя E-ELT для непосредственного наблюдения мы можем рассчитывать увидеть объекты до 30-31 звездных величин.

Другие объекты исследования

Кроме внеземных планет, с помощью E-ELT можно увидеть диски у звезд-гигантов, двойные взаимодействующие звезды, а также аккреционные диски у загадочных черных дыр.

Теоретический предел разрешения E-ELT будет около 0,003 сек, в видимом диапазоне. Для примера, у звезды Бетельгейзе размер диска около 0,055 сек.

Диск Бетельгейзе с разрешением 0,037 сек, поле зрения около 0,5 сек. Изображение получено с помощью телескопа VLT

Знаете ли Вы?

E-ELT будет собирать в 100 000 000 раз больше света, чем человеческий глаз, 8 000 000 раз больше, чем телескоп Галилея, и в 26 раз больше, чем один телескоп VLT, диаметром 8,2 метра. E-ELT будет собирать больше света, чем все существующие телескопы диаметром 8-10 метров вместе взятые.

Как будет работать E-ELT

При работе адаптивной оптики лазерные лучи сформируют в атмосфере так называемые «лазерные звезды», изображения которых будут использоваться для последующей коррекции атмосферных искажений возникающих из-за турбулентности в атмосфере. Хотя E-ELT это поистине гигантское сооружение, максимальное отклонение поверхности его главного зеркала от идеальной формы не будет превышать каких-то сотых долей микрона.

Столь сложная задача этим отнюдь не исчерпываются. Существует еще множество трудностей, которые предстоит решить инженерам и ученым. Для управляемой деформации и перемещения каждого отдельного сегмента зеркала предусмотрено 15 электромоторов. На каждом сегменте размещено шесть сенсоров, в задачу которых входит регистрировать его положение по отношению к соседним.

Управление

Всего сегментов - 800 и получается, что необходимо считывать данные с около 5 тысяч датчиков со скоростью до 1000 раз в секунду. Эти элементы активной оптики, которые задают форму зеркала при наведении. Еще существует адаптивная оптика, для которой также требуется производить множество измерений для 600 исполнительных устройств - актуаторов, в задачу которых входит в реальном времени изменять поверхности 5-и адаптивных зеркал. Эти зеркала при наблюдении будут непрерывно вибрировать с килогерцовой частотой, исправляя турбулентные фазовые искажения, вызванные нашей атмосферой.

Официальный трейлер

(неподалёку от обсерватории «Параналь»)

Высота Диаметр

История строительства

Строительство телескопа, которое займет 10-11 лет, планировалось начать в 2012 году. Стоимость проектирования оценивается в 57 миллионов, а строительства - 1,05 миллиарда евро .

В декабре 2013 года стало известно, что строительные работы начнутся в марте 2014 года и займут предположительно 16 месяцев . За этот срок будет построена подъездная дорога к месту будущей башни телескопа, подготовлена несущая платформа на вершине горы Армасонес, а также подготовлены траншеи для труб и кабелей .

20 июня 2014 года была взорвана вершина скалы в том месте, где должна быть башня телескопа. Тем самым готовится опора под многотонный инструмент .

См. также

Напишите отзыв о статье "Европейский чрезвычайно большой телескоп"

Примечания

Ссылки

• (рус.)
• (англ.)

Обсерватории Телескопы Инструменты Разное

Отрывок, характеризующий Европейский чрезвычайно большой телескоп

– Вот видите ли, – говорил Берг своему товарищу, которого он называл другом только потому, что он знал, что у всех людей бывают друзья. – Вот видите ли, я всё это сообразил, и я бы не женился, ежели бы не обдумал всего, и это почему нибудь было бы неудобно. А теперь напротив, папенька и маменька мои теперь обеспечены, я им устроил эту аренду в Остзейском крае, а мне прожить можно в Петербурге при моем жалованьи, при ее состоянии и при моей аккуратности. Прожить можно хорошо. Я не из за денег женюсь, я считаю это неблагородно, но надо, чтоб жена принесла свое, а муж свое. У меня служба – у нее связи и маленькие средства. Это в наше время что нибудь такое значит, не так ли? А главное она прекрасная, почтенная девушка и любит меня…
Берг покраснел и улыбнулся.
– И я люблю ее, потому что у нее характер рассудительный – очень хороший. Вот другая ее сестра – одной фамилии, а совсем другое, и неприятный характер, и ума нет того, и эдакое, знаете?… Неприятно… А моя невеста… Вот будете приходить к нам… – продолжал Берг, он хотел сказать обедать, но раздумал и сказал: «чай пить», и, проткнув его быстро языком, выпустил круглое, маленькое колечко табачного дыма, олицетворявшее вполне его мечты о счастьи.
Подле первого чувства недоуменья, возбужденного в родителях предложением Берга, в семействе водворилась обычная в таких случаях праздничность и радость, но радость была не искренняя, а внешняя. В чувствах родных относительно этой свадьбы были заметны замешательство и стыдливость. Как будто им совестно было теперь за то, что они мало любили Веру, и теперь так охотно сбывали ее с рук. Больше всех смущен был старый граф. Он вероятно не умел бы назвать того, что было причиной его смущенья, а причина эта была его денежные дела. Он решительно не знал, что у него есть, сколько у него долгов и что он в состоянии будет дать в приданое Вере. Когда родились дочери, каждой было назначено по 300 душ в приданое; но одна из этих деревень была уж продана, другая заложена и так просрочена, что должна была продаваться, поэтому отдать имение было невозможно. Денег тоже не было.
Берг уже более месяца был женихом и только неделя оставалась до свадьбы, а граф еще не решил с собой вопроса о приданом и не говорил об этом с женою. Граф то хотел отделить Вере рязанское именье, то хотел продать лес, то занять денег под вексель. За несколько дней до свадьбы Берг вошел рано утром в кабинет к графу и с приятной улыбкой почтительно попросил будущего тестя объявить ему, что будет дано за графиней Верой. Граф так смутился при этом давно предчувствуемом вопросе, что сказал необдуманно первое, что пришло ему в голову.
– Люблю, что позаботился, люблю, останешься доволен…
И он, похлопав Берга по плечу, встал, желая прекратить разговор. Но Берг, приятно улыбаясь, объяснил, что, ежели он не будет знать верно, что будет дано за Верой, и не получит вперед хотя части того, что назначено ей, то он принужден будет отказаться.
– Потому что рассудите, граф, ежели бы я теперь позволил себе жениться, не имея определенных средств для поддержания своей жены, я поступил бы подло…
Разговор кончился тем, что граф, желая быть великодушным и не подвергаться новым просьбам, сказал, что он выдает вексель в 80 тысяч. Берг кротко улыбнулся, поцеловал графа в плечо и сказал, что он очень благодарен, но никак не может теперь устроиться в новой жизни, не получив чистыми деньгами 30 тысяч. – Хотя бы 20 тысяч, граф, – прибавил он; – а вексель тогда только в 60 тысяч.
– Да, да, хорошо, – скороговоркой заговорил граф, – только уж извини, дружок, 20 тысяч я дам, а вексель кроме того на 80 тысяч дам. Так то, поцелуй меня.

Наташе было 16 лет, и был 1809 год, тот самый, до которого она четыре года тому назад по пальцам считала с Борисом после того, как она с ним поцеловалась. С тех пор она ни разу не видала Бориса. Перед Соней и с матерью, когда разговор заходил о Борисе, она совершенно свободно говорила, как о деле решенном, что всё, что было прежде, – было ребячество, про которое не стоило и говорить, и которое давно было забыто. Но в самой тайной глубине ее души, вопрос о том, было ли обязательство к Борису шуткой или важным, связывающим обещанием, мучил ее.

Этот концепт показывает купол ELT с высоты птичьего полёта. Авторы и права: ESO.

Сегодня во всеём мире строятся действительно новаторские обсерватории, которые откроют новую страницу в астрономии. Места строительства этих научных объектов включают гору Мауна-Кеа на Гавайях, Австралию, Южную Африку, юго-западный Китай и пустыню Атакама – удалённое плато в чилийских Андах. В этой чрезвычайно сухой среде уже пстроены многочисленные массивы, которые позволяют астрономам видеть отдалённые области космического пространства в высоком разрешении.

Одним из таких объектов должен стать и Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT) Европейской южной обсерватории (ESO), массив следующего поколения, в котором будет использоваться сложное первичное зеркало диаметром почти 39 метров (128 футов). В этот самый момент его строительство ведётся на горе Серро Армазонес, где строительные команды заняты подготовкой фундамента для самого большого телескопа.

Строительство ELT началось в мае 2017 года и в настоящее время его планируется завершить к 2024 году. Первоначально, в 2012 году, ESO указало, что для строительства ELT потребуется около 1,12 миллиарда долларов. Учтя инфляцию, которая составила 201 миллиард долларов США к 2018 году и заложив уровень инфляции в 3% в будущем, стоимость проекта к 2024 году увеличилась до 1,47 миллиардов долларов.

В дополнение к высотным условиям, необходимым для эффективных астрономических наблюдений, где атмосферные помехи относительно низки, и отсутствует световое загрязнение, ESO также было необходимо огромное, плоское пространство, чтобы заложить фундамент для ELT. Поскольку такого места не существовало, ESO пришлось, сгладить вершину горы Серро Армазонес в Чили.

Ключом к невероятным возможностям визуализации ELT является его, похожее на соты первичное зеркало, которое само по себе состоит из 798 гексагональных зеркал, каждое из которых имеет диаметр 1,4 метра (4,6 фута). Такая мозаичная структура используется из-за того, что невозможно построить одно 39-метровое зеркало, способное создавать качественные изображения.

Для сравнения, Очень Большой Телескоп ESO (VLT) – самый большой и самый современный телескоп на сегодняшний день использует четыре телескопа-спутника, которые имеют зеркала диаметром 8,2 метра (27 футов) и четыре передвижных вспомогательных телескопа с зеркалами, около 1,8 метра (5,9 фута) в диаметре.

Однако 39-метровый ELT будет иметь значительные преимущества перед VLT, имея площадь зеркала, которая в сто раз больше, чем у VLT и способность собирать в сто раз больше света, новый телескоп сможет наблюдать за гораздо более слабыми объектами. Кроме того, ELT будет иметь одно цельное зеркало, и изображения, которые оно будет захватывать, не будут подвергаться серьёзной обработке.

ELT сможет собирать примерно в 200 раз больше света, чем космический телескоп “Хаббл”. С помощью мощных зеркальных и адаптивных оптических систем для коррекции атмосферной турбулентности ELT, как ожидается, сможет напрямую визуализировать экзопланеты, находящиеся в далёких звёздных системах.

Кроме того, ELT поможет измерить ускорение расширения Вселенной, что позволит астрономам разрешить ряд космологических загадок – например, роль тёмной энергии в космической эволюции. Исследуя глубокий космос, астрономы также смогут уточнить и дополнить имеющиеся на сегодняшний день модели эволюции Вселенной.

В обозримом будущем к ELT присоединятся и другие телескопы следующего поколения, такие как Тридцатиметровый Телескоп, Гигантский Магелланов Телескоп (GMT), Квадратный Километровый Массив (SKA) и Пятисотметровый Сферический Телескоп (FAST). В то же время космические телескопы, такие как TESS и Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), как ожидается, обеспечат ещё больше интересных открытий.

Грядёт революция в астрономии, и она случится очень скоро!

Высоко-высоко в горах на севере Чили, в самой засушливой пустыне на Земле, нет ничего - ни воды, ни растительности, ни животных. И это место астрономы выбрали для строительства Европейского Чрезвычайно Большого телескопа (European Extremely Large Telescope, E-ELT ) - самого большого инфракрасного и оптического телескопа в мире. Но для того, чтобы построить телескоп, нужно сначала взорвать гору.

«Мы взрываем вершину этой горы, чтобы сделать опору под сооружение, которое затмит всё, что было до него», - объясняет Роб Ивисон, директор по науке ЕКА.

«Наверное, километрах в 25 отсюда это выглядело как слабый „пффф“. Но мы взорвали целых 5000 кубометров скалы, представляете, на воздух взлетели 11 тонн обломков», - рассказывает Роберто Тамай, менеджер программы E-ELT .

Здесь, на вершине горы Серро Армазонес высотой 3000 метров скоро появится 150-метровая опорная площадка для телескопа. Реализацией проекта занимается Европейская южная обсерватория. Телескоп-гигант высотой сравнится разве что с футбольным стадионом, с 39-метровым зеркалом.

По словам Роберто Тамая, «его задача - построить, оборудовать, сделать его пригодным для научных исследований. Мы ещё в самом начале пути: нужно подвести дорогу, создать платформу, очень многое ещё нужно сделать, чтобы начать сооружать сам телескоп. Сложно изготовить детали, и не только в Европе. Трудно их сюда перевезти, целая череда контейнеров, сборка прямо здесь, на месте; очень сухой воздух, невыносимое солнце, радиация, и потом высота - к ней тоже тяжело адаптироваться», - говорит он.

Если это место такое труднодоступное с ландшафтом больше напоминающим Марс, а не Землю, зачем же Европейское космическое агентство выбрало его для строительства нового телескопа?

«Мы потратили кучу времени, чтобы выяснить в каких горах самое чистое небо, самые безоблачные ночи, меньше засветки в небе. Это место подходило больше всего и для строительства телескопа выбрали его», - рассказывает Роб Ивисон.

Следить за работой телескопа будут из Паранальской обсерватории, которая находится в 25 километрах отсюда. В здешнем подземной оазисе, гостинице обсерватории снимали эпизоды из фильма о Бонде «Квант милосердия». Безмолвный днём, он оживает в сумерках, вглядываясь в небеса. И на Самом большом телескопе закипает работа.

Каждую ночь астрономы занимаются здесь сбором данных для европейских учёных, исследуя все - от самых отдалённых галактик до планет солнечной системы. И хотя просто Самый большой телескоп уже здорово помогает учёным, новый Чрезвычайно Большой телескоп обещает большие перспективы.

«Мы находимся в центре управления Паранальской лаборатории, отсюда мы управляем телескопами. Есть звёзды, которые мы можем лишь едва видеть с Земли или из космоса, и с тем оборудованием, которое есть сейчас, мы можем только мечтать увидеть их спектр. С появлением Чрезвычайно Большого телескопа мы сможем сделать и это, и многое другое. Просто дух захватывает», - говорит Валентин Иванов, астроном из ЕКА.

Так чем же Европейский Чрезвычайно Большой телескоп лучше других?Телескоп НАСА «Хаббл» с орбиты также непрерывно наблюдает за Вселенной. А камера его преемника, «Джеймса Уэбба», сможет улавливать световые волны, невидимые с Земли. Зеркало Чрезвычайно Большого телескопа позволит собирать в 15 раз больше света и получать более подробные изображения.

Рассказывает астроном Стефан Бриян:

«Из космоса очень удобно наблюдать, например, за объектами, излучающими в тепловом, инфракрасном диапазоне, и за теми, что излучают в ультрафиолетовом спектре. Но в некоторых случаях с Земли можно получить более чёткую картинку. Мы используем для разных случаев разные технологии, которые не конкурируют, а дополняют друг друга».

«Многие астрономы смогут объединить данные, полученные и из космоса и с Земли. Они уже это делают: допустим, у них есть данные с «Хаббла» и, если там есть нечёткие объекты, тогда астрономы обращаются за помощью к спектрографу Очень большого телескопа. Одно из основных достижений астрономической науки за последние пять лет - открытие огромного числа экзопланет. Теперь мы знаем, что они совсем не похожи на Землю, Марс, Венеру или Юпитер. И если сейчас мы можем только догадываться, что они из себя представляют, то с помощью Чрезвычайно Большого телескопа сможем измерить параметры их атмосфер и увидеть, из чего они состоят», - говорит Эвине ван Дишек.

«Впервые мы сможем получить изображения планет, которые обращаются вокруг других звезд, и узнать, есть ли на них признаки жизни. Это изменит всё, мы узнаем о существовании другого мира, узнаем, что мы не одни во Вселенной», - отмечает Роб Ивисон.

Итак, искать жизнь на других планетах будут теперь и отсюда, с этой горы в пустыне Атакама с помощью телескопа-гиганта.