Найбільший дзеркальний телескоп у світі. Великий телескоп азимутальний
Що можна побачити у телескоп?
Один з найбільш частих питань: Що можна побачити в телескоп? При правильному підході та виборі приладу можна побачити багато цікавих об'єктів на небі. Видимість космічних об'єктів залежить від діаметра об'єктива. Чим більший діаметр, тим більше телескоп збиратиме світла від об'єкта, і тим дрібніші деталі ми зможемо розрізнити.
Розглянь варіанти. Дані фотографії отримані при ідеальних умовахспостереження. І варто зазначити, що людське око сприймає кольори по-іншому.
1. Що можна побачити в телескопі 60-70 мм або 70-80 мм
Дані прилади найпопулярніші серед початківців. Більшість із них можна використовувати і як зорову трубу для наземних об'єктів.
З їхньою допомогою можна побачити безліч об'єктів на небі, наприклад, кратери на Місяці діаметром 8 км, плями на сонці (тільки з апертурним фільтром), чотири супутники Юпітера, фази Венери, Місячні кратери діаметром 7-10 км, хмарні смуги на Юпітері та 4 його супутника, каблучки Сатурна.
Фото об'єктів, які виготовлені в телескоп з діаметром 60-80 мм:
Перелік рекомендованих телескопів з діаметром об'єктива 60, 70, 80 мм:
2. Що можна побачити в телескопі рефрактор 80-90 мм, рефлектор 100-120 мм, катадіоптричний 90-125 мм
У телескопи з даним діаметром Ви побачите місячні кратери розміром близько 5 км, структуру сонячних плям, грануляцію та смолоскипні поля. Завжди використовуйте світлофільтр для Сонця! Марс буде видно як невеликий гурток. Також можна побачити щілину Кассіні в кільцях Сатурна та 4-5 супутників, Велику червону пляму (БКП) на Юпітері та ін.
Фото об'єктів, які зроблені в телескоп із цим діаметром об'єктива:
Перелік рекомендованих телескопів з діаметром об'єктиву 80, 90, 100-125 мм:
3. Що можна побачити в телескопі рефрактор 100-130 мм, рефлектор або катадіоптричний 127-150 мм.
Дані моделі дозволять розглянути космос вже детальніше. З цим діаметром Ви зможете досягти значних успіхів в астрономії та побачити:
4.Що можна побачити в телескоп рефрактор 150-180 мм, рефлектор або катадіоптричний 127-150 мм
Краще використовувати тільки для заміських спостережень, оскільки використання їх у міських умовах заважатиме повністю розкрити потенціал апертури через зайве міське засвічення. Рефрактори даних діаметрів досить складно знайти, адже їхня вартість значно перевищує рефлектори та дзеркально-лінзові телескопи з такими ж параметрами.
З їхньою допомогою Ви зможете побачити подвійні зірки з поділом менше 1″, слабкі зірки до 14 зв. величини, місячні утворення розміром 2 км, 6-7 супутників Сатурна та інші космічні об'єкти.
Фото об'єктів, які зроблені в телескоп із цим діаметром:
Б.М. Шустов, доктор фізико-математичних наук,
Інститут астрономії РАН
Основний обсяг знань про Всесвіт людство почерпнуло використовуючи оптичні інструменти – телескопи. Вже перший телескоп, винайдений Галілеєм у 1610 році, дозволив зробити великі астрономічні відкриття. Наступні століття астрономічна техніка безперервно вдосконалювалася і сучасний рівень оптичної астрономії визначається даними, отриманими за допомогою інструментів, що в сотні разів перевищують за розмірами перші телескопи.
Тенденція створення дедалі більших інструментів особливо чітко виявилася останні десятиліття. Телескопи із дзеркалом діаметром 8 - 10 м стають звичайними у практиці спостережень. Проекти 30-му і навіть 100-му телескопів оцінюються як здійсненні вже через 10 - 20 років.
Навіщо їх будують
Необхідність побудови таких телескопів визначають завдання, що потребують граничної чутливості інструментів для реєстрації випромінювання від найслабших космічних об'єктів. До таких завдань належать:
- походження Всесвіту;
- механізми освіти та еволюції зірок, галактик та планетних систем;
- фізичні властивості матерії в екстремальних астрофізичних умовах;
- астрофізичні аспекти зародження та існування життя у Всесвіті.
Щоб отримати максимум інформації про астрономічний об'єкт, сучасний телескоп повинен мати велику поверхню збираючої оптики та високу ефективність приймачів випромінювання. Крім того, перешкоди при спостереженнях мають бути мінімальними.
В даний час ефективність приймачів в оптичному діапазоні, яка розуміється як частка квантів, що реєструються від загальної кількості тих, хто прийшов на чутливу поверхню, наближається до теоретичної межі (100%), і подальші шляхи вдосконалення пов'язані зі збільшенням формату приймачів, прискоренням обробки сигналу і т.д.
Перешкоди при спостереженнях – дуже серйозна проблема. Крім перешкод природного характеру (наприклад, хмарність, пилові утворення в атмосфері) загрозу існуванню оптичної астрономії як спостережної науки становить наростаюче засвічення від населених пунктів, промислових центрів, комунікацій, техногенне забруднення атмосфери. Сучасні обсерваторії будують, природно, у місцях із сприятливим астрокліматом. Таких місць на земній кулі дуже мало, трохи більше десятка. На жаль, на території Росії місць з дуже добрим астрокліматом немає.
Єдиним перспективним напрямом розвитку високоефективної астрономічної техніки залишається збільшення розмірів поверхонь інструментів, що збирають.
Найбільші телескопи: досвід створення та використання
В останнє десятиліття у світі реалізовані або перебувають у процесі розробки та створення понад десяток проектів великих телескопів. Деякими проектами передбачено будівництво відразу кількох телескопів із дзеркалом розміром щонайменше 8 м. Вартість інструменту визначається насамперед розміром оптики. Століття практичного досвіду у телескопобудуванні призвели до простому способупорівняльної оцінки вартості телескопа S із дзеркалом діаметром D (нагадаю, що всі інструменти з діаметром головного дзеркала більше 1 м – телескопи-рефлектори). Для телескопів із суцільним головним дзеркалом зазвичай S пропорційно D 3 . Аналізуючи таблицю, можна побачити, що це класичне співвідношення найбільших інструментів порушується. Такі телескопи дешевше і їм S пропорційно D a , де a не перевищує 2.
Саме приголомшливе зниження вартості дає можливість розглядати проекти надгігантських телескопів з діаметром дзеркала в десятки і навіть сотню метрів не як фантазії, а як цілком реальні в недалекому майбутньому проекти. Ми розповімо про кілька найбільш економічних проектів. Один з них, SALT, вводиться в дію в 2005 р., будівництво гігантських телескопів 30-метрового класу ELT і 100-метрового - OWL ще не розпочато, але, можливо, вони з'являться через 10 - 20 років.
|
ТЕЛЕСКОП |
Діаметр дзеркала, |
Параметри головного дзеркала |
Місце встановлення телескопа |
Учасники проекту |
Вартість проекту, млн. $ USD |
Перше світло |
| KECKI KECK II |
параболічний багатосегментне активне |
Mauna Kea, Гаваї, США | США | |||
| VLT (чотири телескопи) |
тонке активне |
Paranal, Чилі | ESO, кооперація дев'яти країн Європи | |||
| GEMINI North GEMINI South |
тонке активне |
Mauna Kea, Гаваї, США Cerro Pachon, Чилі |
США (25%), Англія (25%), Канада (15%), Чилі (5%), Аргентина (2,5%), Бразилія (2,5%) | |||
| SUBARU | тонке активне |
Mauna Kea, Гаваї, США | Японія | |||
| LBT (бінокулярний) | стільникове товсте |
Mt. Graham, Арізона, США | США, Італія | |||
| HET(Hobby&Eberly) |
11 (реально 9.5) |
сферичне багато-сегментне |
Mt. Fowlkes, Texac, США | США, Німеччина | ||
| MMT | стільникове товсте |
Mt. Hopkins, Арізона, США | США | |||
| MAGELLAN два телескопи |
стільникове товсте |
Las Cаmpanas, Чилі | США | |||
| БТА САТ РАН | товсте | Гора Пастухова, Карачаєво-Черкесія | Росія | |||
| GTC | аналог KECK II | La Palma , Канарські острови, Іспанія | Іспанія 51% | |||
| SALT | аналог НІ | Sutherland, Південна Африка | Південно-Африканська Республіка | |||
| ELT |
35 (реально 28) |
аналог НІ | США |
150-200 аванпроект |
||
| OWL | сферичне багатосег- ментне |
Німеччина, Швеція, Данія та ін. |
Близько 1000 аванпроект |
Великий Південно-Африканський телескоп SALT
У 1970-х роках. Основні обсерваторії ПАР були об'єднані в Южно-Африканську Астрономічну Обсерваторію. Штаб-квартира знаходиться у м. Кейптауні. Основні інструменти - чотири телескопи (1.9-м, 1.0-м, 0.75-м та 0.5-м) - розташовані за 370 км від міста в глибині країни, на пагорбі, що височить на сухому плато Кару ( Karoo).
Південно-Африканська астрономічна обсерваторія.
Башта Великого Південно-Африканського телескопа
показано у розрізі. Перед нею видно три основні
діючих телескопа. (1,9 м, 1,0 м та 0,75 м).
У 1948 р. у ПАР побудували 1,9-му телескоп, це був найбільший інструмент у Південній півкулі. У 90-х роках. минулого століття наукові кола та уряд ПАР вирішили, що південно-африканська астрономія не може залишатися конкурентоспроможною у ХХІ столітті без сучасного великого телескопа. Спочатку розглядався проект 4-го телескопа, подібного до ESO NTT (New Technology Telescope - Телескоп Нової Технології) або сучаснішому, WIYN, - на обсерваторії Кітт-Пік. Проте, зрештою обрано концепцію великого телескопа - аналога встановленого на обсерваторії Мак-Дональд (США) телескопа Хобі-Еберлі (Hobby-Eberly Telescope - HET). Проект отримав назву - Великий Південно-Африканський телескоп, в оригіналі - Southern African Large Telescope (SALT).
Вартість проекту для телескопа такого класу дуже низька – лише 20 млн. доларів США. Причому вартість самого телескопа становить лише половину цієї суми, решта – витрати на вежу та інфраструктуру. Ще в 10 млн. доларів, сучасну оцінку, коштуватиме обслуговування інструменту протягом 10 років. Настільки низька вартість обумовлена і спрощеною конструкцією, і тим, що він створюється як аналог вже розробленого.
SALТ (відповідно та HET) радикально відрізняються від попередніх проектів великих оптичних (інфрачервоних) телескопів. Оптична вісь SALT встановлена під фіксованим кутом 35° до зенітного напрямку, причому телескоп здатний повертатися азимутом на повне коло. Протягом сеансу спостережень інструмент залишається стаціонарним, а система, що слідкує, розташована в його верхній частині, забезпечує супровід об'єкта на ділянці 12° по колу висот. Таким чином, телескоп дозволяє спостерігати об'єкти в кільці шириною 12 ° в області неба, що віддаляється від зеніту на 29 - 41 °. Кут між віссю телескопа та зенітним напрямком можна змінювати (не частіше ніж раз на кілька років), вивчаючи різні області неба.
Діаметр головного дзеркала - 11 м. Однак його максимальна область, що використовується для побудови зображень або спектроскопії, відповідає 9,2 дзеркало. Воно складається з 91 шестикутного сегмента, кожен діаметром 1 м. Усі сегменти мають сферичну поверхню, що різко здешевлює їх виробництво. До речі, заготівлі сегментів зроблено на Литкаринському заводі оптичного скла, первинну обробку виконували там же, остаточне полірування проводить (на момент написання статті ще не закінчено) фірму Кодак. Коректор Грегорі, що прибирає сферичну аберацію, ефективний в області 4?. Світло може оптичними волокнами передаватися до спектрографів різних дозволів в термостатованих приміщеннях. Можна також встановити легкий інструмент у прямому фокусі.
Телескоп Хобі-Еберлі, а отже і SALT, розроблені, по суті, як спектроскопічні інструменти для довжин хвиль в інтервалі 0,35-2,0 мкм. SALT найбільш конкурентоспроможний з наукової точки зору при спостереженні астрономічних об'єктів, рівномірно розподілених по небу або в групах розміром кілька кутових хвилин. Оскільки робота телескопа здійснюватиметься у пакетному режимі ( queue-scheduled), особливо ефективні дослідження змінності протягом доби та більше. Спектр завдань для такого телескопа дуже широкий: дослідження хімічного складу та еволюції Чумацького Шляху та прилеглих галактик, вивчення об'єктів з великим червоним зміщенням, еволюція газу в галактиках, кінематика газу, зірок та планетарних туманностей у віддалених галактиках, пошук та вивчення оптичних об'єктів, ототожнення рентгенівськими джерелами. Телескоп SALT розташований на вершині, де вже розміщені телескопи Південно-Африканської Обсерваторії, приблизно за 18 км на схід від селища Сазерленд ( Sutherland) на висоті 1758 м. Його координати - 20 ° 49 "східної довготи і 32 ° 23" південної широти. Будівництво вежі та інфраструктури вже закінчено. Дорога автомобілем з Кейптауна займає приблизно 4:00. Сазерленд розташований далеко від усіх головних міст, тому тут дуже ясне та темне небо. Статистичні дослідження результатів попередніх спостережень, які проводилися понад 10 років, показують, що частка фотометричних ночей перевищує 50%, а спектроскопічних становить у середньому 75%. Оскільки цей великий телескоп насамперед оптимізовано для спектроскопії, 75% – цілком прийнятний показник.
Середня атмосферна якість зображення, виміряна Диференціальним Монітором Руху Зображення (DIMM), склала 0.9". Ця система розміщується трохи вище 1 м над рівнем грунту. Зазначимо, що оптична якість зображення SALT-0.6". Цього достатньо для робіт із спектроскопії.
Проекти Надзвичайно Великих Телескопів ELT та GSMT
У США, Канаді та Швеції розробляється відразу кілька проектів телескопів 30-го класу - ELT, MAXAT, CELT та ін. Таких проектів не менше шести. На мою думку, найбільш просунуті з них – американські проекти ELT та GSMT.
Проект ELT (Extremely Large Telescope - Надзвичайно Великий Телескоп) - масштабніша копія телескопа HET (і SALT), матиме діаметр вхідної зіниці 28 м при діаметрі дзеркала 35 м. Телескоп досягне проникної сили на порядок вище, ніж у сучасних телескопів 10-м класу. Загальна вартість проекту оцінюється приблизно 100 млн. доларів США. Він розробляється в Техаському університеті (м. Остін), де вже накопичено досвід створення телескопа HET, Пенсільванському університеті та обсерваторії Мак-Дональд. Це найбільш реальний проект для здійснення пізніше середини наступного десятиліття.
Проект GSMT (Giant Segmented Mirror Telescope - Гігантський Сегментований Дзеркальний Телескоп) можна вважати певною мірою об'єднує проекти MAXAT (Maximum Aperture Telescope) і CELT (California Extremely Lerge Telescope). Конкурентний спосіб розробки та проектування таких дорогих інструментів надзвичайно корисний та використовується у світовій практиці. Остаточне рішення щодо GSMT ще не прийняте.
Телескоп GSMT значно досконаліший, ніж ELT, причому його вартість складе близько 700 млн. доларів США. Це набагато вище, ніж у ELT, що зумовлене введенням асферичногоголовного дзеркала, та планованої повноповоротністю
Великий Телескоп OWL
Амбіційний проект початку XXI ст. - це, звичайно, проект OWL (OverWhelmingly Large Telescope - Приголомшливо Великий Телескоп). OWL проектується Європейською Південною Обсерваторією як альт-азимутальний телескоп із сегментованим сферичним головним дзеркалом та плоскими вторинними. Для виправлення сферичної аберації вводиться 4-елементний коректор діаметром близько 8 м. При створенні OWL використовуються вже напрацьовані в сучасних проектахтехнології: активна оптика (як телескопах NTT, VLT, Subaru, Gemini), що дозволяє отримати зображення оптимальної якості; сегментація головного дзеркала (як на Keck, HET, GTC, SALT), конструкції низької вартості (як на HET та SALT) та розробляється багатоступінчаста адаптивна оптика ( "Земля і Всесвіт", 2004 № 1).
Величезний Телескоп (OWL) проектується Європейською Південною Обсерваторією. Його основні характеристики: діаметр вхідної зіниці - 100 м, площа поверхні, що збирає понад 6000 кв. м, багатоступінчаста система адаптивної оптики, дифракційна якість зображення для видимої ділянки спектра - у полі 30", для ближнього інфрачервоного - у полі 2"; поле, обмежене якістю зображення, що допускається атмосферою (seeing), - 10"; відносний отвір f/8; робочий спектральний діапазон - 0.32-2 мкм. Телескоп важитиме 12.5 тис. т.
Слід зазначити, що це телескоп матиме величезне робоче поле (сотні мільярдів звичайних пікселів!). Скільки потужних приймачів можна розмістити на цьому телескопі!
Прийнято концепцію поступового введення OWL до ладу. Пропонується використовувати телескоп ще за 3 роки до заповнення головного дзеркала. Планується заповнити 60 м апертуру до 2012 року (якщо фінансування відкриється у 2006 році). Вартість проекту – не більше 1 млрд. євро (остання оцінка 905 млн. євро).
Російські перспективи
Близько 30 років тому в СРСР збудовано та введено в експлуатацію 6-м телескоп БТА (Великий Телескоп Азімутальний). Довгі роки він залишався найбільшим у світі та, природно, був гордістю вітчизняної науки. БТА продемонстрував ряд оригінальних технічних рішень (наприклад, альт-азимутальну установку з комп'ютерним веденням), які згодом стали світовим технічним еталоном. БТА, як і раніше, потужний інструмент (особливо для спектроскопічних досліджень), але на початку XXI ст. він виявився лише у другому десятку великих телескопів світу. Крім того, поступова деградація дзеркала (зараз його якість погіршилася на 30% порівняно з первісним) виводить його з ефективних інструментів.
З розпадом СРСР БТА залишився майже єдиним великим інструментом, доступним для російських дослідників. Усі наглядові основи з телескопами помірного розміру Кавказі й у Середню Азію значно втратили свою значимість як регулярні обсерваторії з низки геополітичних та економічних причин. Наразі розпочато роботи з відновлення зв'язків та структур, але історичні перспективи цього процесу туманні, і в будь-якому випадку знадобиться багато років лише для часткового відновлення втраченого.
Зрозуміло, розвиток парку великих телескопів у світі дає можливість російським спостерігачам до роботи у так званому гостьовому режимі. Вибір такого пасивного шляху незмінно означав би, що російська астрономія завжди гратиме лише другорядні (залежні) ролі, а відсутність бази для вітчизняних технологічних розробок призведе до поглиблення відставання, і не лише в астрономії. Вихід очевидний - докорінна модернізація БТА, а також повноцінна участь у міжнародних проектах.
Вартість великих астрономічних інструментів зазвичай обчислюється десятками і навіть сотнями мільйонів доларів. Такі проекти, крім кількох національних проектів, здійснюваних найбагатшими країнамисвіту, які можуть реалізовуватися тільки на основі міжнародної кооперації.
Можливості кооперації у будівництві телескопів 10-го класу з'явилися наприкінці минулого століття, але відсутність фінансування, а точніше державного інтересу до розвитку вітчизняної науки призвела до того, що вони були втрачені. Кілька років тому Росія отримала пропозицію стати партнером у будівництві великого астрофізичного інструменту – Великого Канарського Телескопа (GTC) та ще більш фінансово привабливого проекту SALT. На жаль, ці телескопи будуються без Росії.
Завдяки телескопам вчені зробили дивовижні відкриття: виявили величезну кількість планет за межами Сонячна система, дізналися про існування чорних дірок у центрах галактик Але Всесвіт настільки величезний, що це лише крихта знань. Ось десять існуючих та майбутніх гігантів серед наземних телескопів, які дають вченим можливість вивчати минуле Всесвіту та пізнавати нові факти. Можливо, за допомогою одного з них навіть вдасться виявити Дев'яту планету.
Великийпівденноафриканськийтелескоп (SALT)
Цей 9,2-метровий телескоп – найбільший наземний оптичний прилад у південній півкулі. Він функціонує з 2005 року та концентрується на спектроскопічних зйомках (реєструє спектри різних видіввипромінювання). Прилад може переглядати близько 70% піднебіння, яке спостерігається в Сатерленді, ПАР.
Телескопи Keck I та II
Подвійні 10-метрові телескопи в обсерваторії Кека перебувають у другому місці за величиною серед оптичних приладів Землі. Вони розташовані неподалік вершини гори Мауна-Кеа на Гаваях. Keck Iпочав функціонувати у 1993 році. Через кілька років, у 1996, був запущений Keck II. У 2004 році на об'єднаних телескопах було розгорнуто першу систему адаптивної оптики з лазерною напрямною зіркою. Вона створює штучну зоряну пляму як орієнтир для корекції атмосферних спотворень під час перегляду неба.
Фото: ctrl.info Великий Канарський телескоп (GTC)
10,4-метровий телескоп розташований на піку вулкана Мучачос на Канарському острові Пальма. Він відомий як оптичний прилад із найбільшим дзеркалом у світі. Воно складається із 36 шестикутних сегментів. GTC має кілька допоміжних інструментів. Наприклад, камеру CanariCam, здатну досліджувати інфрачервоне світло середнього діапазону, що випромінюється зірками та планетами. CanariCam також має унікальну здатність блокувати яскраве зоряне світло і робити слабкі планети на фото більш помітними.
Фото: astro.ufl Радіотелескоп обсерваторії Аресібо
Це один із найвідоміших у світі наземних телескопів. Він функціонує з 1963 року і являє собою величезну 30-метрову тарілку, що відображає поряд з містом Аресібо в Пуерто-Ріко. Величезний відбивач робить телескоп особливо чутливим. Він здатний виявити слабке радіоджерело (віддалені квазари і галактики, які випромінюють радіохвилі) всього за кілька хвилин спостереження.
Фото: physicsworld Комплекс радіотелескопів ALMA
Один з найбільших наземних астрономічних інструментів представлений у вигляді 66 12-метрових радіоантен. Комплекс знаходиться на висоті 5000 метрів у пустелі Атакама у Чилі. Перші наукові дослідження було проведено у 2011 році. У радіотелескопів ALMA є одне важливе призначення. З їхньою допомогою астрономи хочуть вивчити процеси, які відбувалися протягом перших сотень мільйонів років після Великого Вибуху.
Фото: Вікіпедія До цього моменту ми говорили про вже існуючі телескопи. Але зараз будується багато нових. Незабаром вони почнуть функціонувати і значно розширять можливості науки.
LSST
Це ширококутний телескоп-рефлектор, який зніматиме певну область неба кожні кілька ночей. Він розташований у Чилі, на вершині гори Сіро-Пачон. Поки що проект знаходиться тільки в розробці. Повноцінне функціонування телескопа планується до 2022 року. Проте на нього вже покладають великі надії. Астрономи очікують, що LSST дасть їм найкраще уявлення про небесні тіла, що знаходяться на великій відстані від Сонця. Також вчені припускають, що цей телескоп зможе помічати космічні камені, які теоретично можуть зіткнутися із Землею у майбутньому.
Фото: LSST Гігантський телескоп Магеллана
Телескоп, будівництво якого планують завершити до 2022 року, перебуватиме в обсерваторії Лас-Кампанас у Чилі. Вчені вважають, що телескоп у чотири рази перевищить здатність збирати світло в порівнянні з оптичними приладами, що існують на даний момент. З його допомогою астрономи зможуть відкривати екзопланети (планети, що знаходяться за межами Сонячної системи) та вивчати властивості темної матерії.
Фото: Вікіпедія Тридцятиметровий телескоп
Тридцятиметровий телескоп буде розташований на Гаваях, поряд із обсерваторією Кека. Планується, що його почнуть експлуатувати у 2025-2030 роках. Діафрагма приладу здатна забезпечити дозвіл у 12 разів вищу, ніж у космічного телескопа Хаббла.
Фото: Вікіпедія Радіотелескоп SKA
Антени SKA будуть розміщені в ПАР та Австралії. Наразі проект перебуває ще на стадії будівництва. Але перші спостереження заплановано вже на 2020 рік. Чутливість SKA в 50 разів перевищуватиме чутливість будь-якого колись створеного радіотелескопа. З його допомогою астрономи зможуть досліджувати сигнали з молодшого всесвіту - часу, коли відбувалося формування перших зірок і галактик.
Фото: Вікіпедія Надзвичайно великий телескоп (ELT)
Телескоп буде розташований на горі Серро-Амазоні у Чилі. Планується, що він почне працювати лише 2025 року. Тим не менш, він уже прославився величезним дзеркалом, яке складатиметься із 798 шестикутних сегментів діаметром 1,4 метра кожен. Технічні характеристики ELT дозволять йому вивчати склад атмосфер позасонячних планет.
Фото: Вікіпедія 10 найбільших телескопів
Вдалині від вогнів і шуму цивілізації, на вершинах гір і в безлюдних пустелях живуть титани, багатометрові очі яких завжди звернені до зірок.
Ми підібрали 10 найбільших наземних телескопів: одні споглядають космос уже багато років, іншим лише побачити «перше світло».
10. Large Synoptic Survey Telescope
Діаметр головного дзеркала: 8,4 метра
Місце розташування: Чилі, пік гори Сіро-Пачон, 2682 метри над рівнем моря
Тип: оптичний, рефлектор
Хоча LSST розташовуватиметься в Чилі, це проект США та його будівництво повністю фінансують американці, зокрема Білл Гейтс (особисто вклав 10 мільйонів доларів із необхідних 400).
Призначення телескопа - фотографування всього доступного нічного неба разів на кілька ночей, при цьому апарат оснащений 3,2 гігапіксельною фотокамерою. LSST виділяється дуже широким кутом огляду в 3,5 градуси (для порівняння – Місяць і Сонце, як вони видно із Землі, займають лише 0,5 градуси). Подібні можливості пояснюються не тільки діаметром головного дзеркала, що вселяє, але й унікальністю конструкції: замість двох стандартних дзеркал LSST використовує три.
Серед наукових цілей проекту заявлено пошук проявів темної матерії та темної енергії, картографування Чумацького шляху, детектування короткочасних подій на зразок вибухів нових чи наднових, а також реєстрація малих об'єктів Сонячної системи на кшталт астероїдів та комет, зокрема поблизу Землі та в Поясі Койпера.
Очікується, що LSST побачить «перше світло» (поширений на Заході термін означає момент, коли телескоп вперше використовується за прямим призначенням) у 2020 році. На даний момент триває будівництво, вихід апарату на повне функціонування заплановано на 2022 рік.
Large Synoptic Survey Telescope, концепт
9. South African Large Telescope
Діаметр головного дзеркала: 11 х 9,8 метрів
Місцезнаходження: ПАР, вершина пагорба неподалік поселення Сутерланд, 1798 метрів над рівнем моря
Тип: оптичний, рефлектор
Найбільший оптичний телескоп південної півкулі розташовується в ПАР, у напівпустельній місцевості неподалік міста Сутерланд. Третина з 36 мільйонів доларів, необхідні конструювання телескопа, вклало уряд ПАР; решта поділена між Польщею, Німеччиною, Великобританією, США та Новою Зеландією.
Свій перший знімок SALT зробив у 2005 році, трохи після закінчення будівництва. Його конструкція досить нестандартна для оптичних телескопів, проте широко поширена серед покоління новітніх «дуже великих телескопів»: головне дзеркало не єдине і складається з 91 шестикутного дзеркала діаметром 1 метр, кут нахилу кожного з яких може регулюватися для досягнення певної видимості.
Призначений для проведення візуального та спектрометричного аналізу випромінювання астрономічних об'єктів, недоступних телескопам північної півкулі. Співробітники SALT займаються спостереженнями квазарів, близьких та далеких галактик, а також стежать за еволюцією зірок.
Аналогічний телескоп є у Штатах, він називається Hobby-Eberly Telescope і розташований у Техасі, у містечку Форт Девіс. І діаметр дзеркала, і його технологія майже повністю збігаються із SALT.
South African Large Telescope
8. Keck I та Keck II
Діаметр головного дзеркала: 10 метрів (обидва)
Місце розташування: США, Гаваї, гора Мауна Кеа, 4145 метрів над рівнем моря
Тип: оптичний, рефлектор
Обидва ці американські телескопи з'єднані в одну систему (астрономічний інтерферометр) і можуть працювати разом, створюючи єдине зображення. Унікальне розташування телескопів в одному з найкращих місцьЗемлі з погляду астроклімату (ступінь втручання атмосфери як астрономічних спостережень) перетворило Keck на одну з найефективніших обсерваторій історія.
Головні дзеркала Keck I і Keck II ідентичні між собою і подібні до своєї структури телескопу SALT: вони складаються з 36 шестикутних рухомих елементів. Обладнання обсерваторії дозволяє спостерігати небо у оптичному, а й у ближньому інфрачервоному діапазоні.
Крім основної частини найширшого спектра досліджень, Keck є на даний момент одним із найефективніших наземних інструментів у пошуку екзопланет.
Keck на заході сонця
7. Gran Telescopio Canarias
Діаметр головного дзеркала: 10,4 метра
Місце розташування: Іспанія, Канарські острови, острів Ла Пальма, 2267 метрів над рівнем моря
Тип: оптичний, рефлектор
Будівництво GTC закінчилося в 2009 році, тоді ж обсерваторія була офіційно відкрита. На церемонію приїхав навіть король Іспанії Хуан Карлос I. Усього на проект було витрачено 130 мільйонів євро: 90% профінансувала Іспанія, а решту 10% порівну поділили Мексика та Університет Флориди.
Телескоп здатний спостерігати за зірками в оптичному та середньому інфрачервоному діапазоні, має інструменти CanariCam та Osiris, які дозволяють GTC проводити спектрометричні, поляриметричні та коронографічні дослідження астрономічних об'єктів.
Gran Telescopio Camarias
6. Arecibo Observatory
Діаметр головного дзеркала: 304,8 метра
Місце розташування: Пуерто-Ріко, Аресібо, 497 метрів над рівнем моря
Тип: радіотелескоп, рефлектор
Один із найвідоміших телескопів у світі, радіотелескоп в Аресібо не раз потрапляв в об'єктиви кінокамер: наприклад, обсерваторія фігурувала як місце фінальної конфронтації між Джеймсом Бондом та його антагоністом у фільмі «Золоте Око», а також у науково-фантастичній екранізації роману Карла Сагана "Контакт".
Цей радіотелескоп потрапив навіть у відеоігри – зокрема, в одній із карток мережевого режиму Battlefield 4, яка називається Rogue Transmission, військове зіткнення між двома сторонами відбувається саме навколо конструкції, повністю скопійованої з Аресібо.
Виглядає Аресібо справді незвичайно: гігантська тарілка телескопа діаметром майже третину кілометра поміщена в природну карстову вирву, оточену джунглями, і вкрита алюмінієм. Над нею підвішено рухомий опромінювач антени, що підтримується 18 тросами з трьох високих веж по краях тарілки-рефлектора. Гігантська конструкція дозволяє Аресібо ловити електромагнітне випромінюваннящодо великого діапазону – з довжиною хвилі від 3 см до 1 м-коду.
Введений в дію ще в 60-х роках, цей радіотелескоп використовувався в незліченних дослідженнях і встиг допомогти зробити низку значних відкриттів (на зразок першого виявленого телескопом астероїда 4769 Castalia). Якось Аресібо навіть забезпечив вчених Нобелівською премією: у 1974 році були нагороджені Халс і Тейлор за перше в історії виявлення пульсара у подвійній зірковій системі (PSR B1913+16).
Наприкінці 1990-х років обсерваторія також стала використовуватися як один із інструментів американського проекту з пошуку позаземного життя SETI.
Arecibo Observatory
5. Atacama Large Millimeter Array
Діаметр головного дзеркала: 12 та 7 метрів
Місце розташування: Чилі, пустеля Атакама, 5058 метрів над рівнем моря
Тип: радіоінтерферометр
На даний момент цей астрономічний інтерферометр з 66 радіотелескопів 12- і 7-метрового діаметру є найдорожчим наземним телескопом, що діє. США, Японія, Тайвань, Канада, Європа і, звісно, Чилі витратили на нього близько 1,4 мільярда доларів.
Оскільки призначенням ALMA є вивчення міліметрових та субміліметрових хвиль, найбільш сприятливим для такого апарату є сухий та високогірний клімат; цим пояснюється розташування всіх шести з половиною десятків телескопів на пустельному чилійському плато 5 км над рівнем моря.
Телескопи доставлялися поступово: перша радіоантена почала функціонувати у 2008 році, а остання – у березні 2013 року, коли ALMA і був офіційно запущений на повну заплановану потужність.
Головною науковою метою гігантського інтерферометра є вивчення еволюції космосу на ранніх стадіях розвитку Всесвіту; зокрема, народження та подальшої динаміки перших зірок.
Радіотелескопи системи ALMA
4. Giant Magellan Telescope
Діаметр головного дзеркала: 25,4 метра
Місце розташування: Чилі, обсерваторія Лас-Кампанас, 2516 метрів над рівнем моря
Тип: оптичний, рефлектор
Далеко на південний захід від ALMA у тій самій пустелі Атакама будується ще один великий телескоп, проект США та Австралії – GMT. Головне дзеркало складатиметься з одного центрального та шести симетрично оточуючих його та трохи вигнутих сегментів, утворюючи єдиний рефлектор діаметром більш ніж у 25 метрів. Крім величезного рефлектора, на телескоп буде встановлено новітню адаптивну оптику, яка дозволить максимально усунути спотворення, створювані атмосферою при спостереженнях.
Вчені розраховують, що ці фактори дозволять GMT отримувати зображення в 10 разів чіткіші, ніж знімки Hubble, і навіть більш досконалі, ніж у його довгоочікуваного спадкоємця - космічного телескопа James Webb.
Серед наукових цілей GMT є дуже широкий спектр досліджень – пошук та знімки екзопланет, дослідження планетарної, зіркової та галактичної еволюції, вивчення чорних дірок, проявів темної енергії, а також спостереження першого покоління галактик. Робочий діапазон телескопа у зв'язку із заявленими цілями – оптичний, ближній та середній інфрачервоний.
Закінчити всі роботи передбачається до 2020 року, проте заявлено, що GMT може побачити «перше світло» вже з 4 дзеркалами, як тільки вони будуть введені в конструкцію. Наразі триває робота зі створення вже четвертого дзеркала.
Концепт Giant Magellan Telescope
3. Thirty Meter Telescope
Діаметр головного дзеркала: 30 метрів
Місце розташування: США, Гаваї, гора Мауна Кеа, 4050 метрів над рівнем моря
Тип: оптичний, рефлектор
За своїми цілями та характеристиками TMT схожий на GMT та гавайські телескопи Keck. Саме на успіху Keck і заснований більший TMT з тією ж технологією розділеного на безліч шестикутних елементів головного дзеркала (тільки цього разу його діаметр втричі більший), а заявлені дослідні цілі проекту майже повністю збігаються із завданнями GMT, аж до фотографування найраніших галактик мало не на краю Всесвіту.
ЗМІ називають різну вартість проекту, вона варіюється від 900 мільйонів до 1,3 мільярда доларів. Відомо, що бажання брати участь у TMT висловили Індія та Китай, які згодні взяти на себе частину фінансових зобов'язань.
На даний момент обрано місце для будівництва, проте досі ведеться протидія деяких сил в адміністрації Гаваїв. Гора Мауна Кеа є священним місцем для корінних гавайців, і багато хто з них категорично проти будівництва надвеликого телескопа.
Передбачається, що всі адміністративні проблеми вже незабаром будуть вирішені, а повністю завершити будівництво планується приблизно до 2022 року.
Концепт Thirty Meter Telescope
2. Square Kilometer Array
Діаметр головного дзеркала: 200 чи 90 метрів
Місцезнаходження: Австралія та Південна Африка
Тип: радіоінтерферометр
Якщо цей інтерферометр буде побудований, він стане в 50 разів потужнішим астрономічним інструментом, ніж найбільші радіотелескопи Землі. Справа в тому, що своїми антенами SKA має покрити площу приблизно один квадратний кілометр, що забезпечить йому безпрецедентну чутливість.
За структурою SKA дуже нагадує проект ALMA, щоправда, за габаритами значно перевершуватиме свого чилійського побратима. На даний момент є дві формули: або будувати 30 радіотелескопів з антенами 200 метрів, або 150 з діаметром 90 метрів. Так чи інакше, довжина, на якій будуть розміщені телескопи, складатиме, згідно з планами вчених, 3000 км.
Щоб вибрати країну, де будуватиметься телескоп, було проведено свого роду конкурс. У «фінал» вийшли Австралія та ПАР, і у 2012 році спеціальна комісія оголосила своє рішення: антени будуть розподілені між Африкою та Австралією у загальну систему, тобто SKA буде розміщено на території обох країн.
Заявлена вартість мегапроекту – 2 мільярди доларів. Сума розділена між низкою країн: Великобританією, Німеччиною, Китаєм, Австралією, Новою Зеландією, Нідерландами, ПАР, Італією, Канадою і навіть Швецією. Передбачається, що будівництво буде повністю завершено до 2020 року.
Художнє зображення 5-кілометрового ядра SKA
1. European Extremely Large Telescope
Діаметр головного дзеркала: 39.3 метри
Місце розташування: Чилі, вершина гори Серро Армазонес, 3060 метрів
Тип: оптичний, рефлектор
На кілька років – можливо. Однак до 2025 року на повну потужність вийде телескоп, який перевершить TMT на десяток метрів і який, на відміну від гавайського проекту, вже знаходиться на стадії будівництва. Йдеться про безперечного лідера серед новітнього покоління великих телескопів, а саме про Європейський дуже великий телескоп, або E-ELT.
Його головне майже 40-метрове дзеркало складатиметься з 798 рухомих елементів діаметром 1,45 метра. Це разом із найсучаснішою системою адаптивної оптики дозволить зробити телескоп настільки потужним, що він, на думку вчених, зможе не тільки знаходити планети, подібні до Землі за розмірами, але й зможе за допомогою спектрографа вивчити склад їхньої атмосфери, що відкриває нові перспективи у вивченні планет поза сонячною системою.
Крім пошуку екзопланет, E-ELT займеться дослідженням ранніх стадій розвитку космосу, спробує виміряти точне прискорення розширення Всесвіту, перевірить фізичні константи на власне постійність у часі; також цей телескоп дозволить вченим глибше ніж будь-коли зануритися в процеси формування планет та їх первинний хімічний складу пошуках води та органіки – тобто, E-ELT допоможе відповісти на цілу низку фундаментальних питань науки, включаючи ті, що торкаються виникнення життя.
Заявлена представниками Європейської південної обсерваторії (авторами проекту) вартість телескопа – 1 мільярд євро.
Концепт European Extremely Large Telescope
Порівняння розмірів E-ELT та єгипетських пірамід