Най-подробното изображение на съседна галактика досега. Андромеда е заснета с помощта на новата камера с ултрависока разделителна способност Hyper-Suprime Cam (HSC), инсталирана на японския телескоп Subaru. Това е един от най-големите работещи оптични телескопи в света - с диаметър на основното огледало над осем метра. В астрономията размерът често е критичен. Нека да разгледаме по-отблизо други гиганти, които разширяват границите на нашите наблюдения на космоса.

1. "Субару"

Телескопът Subaru се намира на върха на вулкана Мауна Кеа (Хавай) и работи вече четиринадесет години. Това е рефлекторен телескоп, направен съгласно оптичния дизайн на Ritchie-Chretien с основно огледало с хиперболична форма. За да се сведе до минимум изкривяването, позицията му се регулира постоянно от система от двеста шестдесет и едно независими задвижвания. Дори тялото на сградата има специална форма, намалявайки негативното влияние на турбулентните въздушни потоци.

Телескоп "Субару" (снимка: naoj.org).

Обикновено изображенията от такива телескопи не са достъпни за директно възприемане. Записва се от матрици на камери, откъдето се предава на монитори с висока резолюция и се съхранява в архив за подробно проучване. „Subaru“ също се отличава с факта, че преди това позволяваше наблюденията да се правят по старомодния начин. Преди монтирането на камерите беше конструиран окуляр, в който гледаха не само астрономите от националната обсерватория, но и висши служители на страната, включително принцеса Саяко Курода, дъщерята на японския император Акихито.

Днес до четири камери и спектрографи могат да бъдат инсталирани едновременно на Subaru за наблюдения във видимата и инфрачервената светлина. Най-модерният от тях (HSC) е създаден от Canon и работи от 2012 г.

Камерата HSC е проектирана в Националната астрономическа обсерватория на Япония с участието на много партньорски организации от други страни. Състои се от блок с лещи с височина 165 см, филтри, затвор, шест независими устройства и CCD матрица. Ефективната му резолюция е 870 мегапиксела. Използваната преди това камера на Subaru Prime Focus имаше порядък по-ниска разделителна способност - 80 мегапиксела.

Тъй като HSC е разработен за специфичен телескоп, диаметърът на първата му леща е 82 см - точно десет пъти по-малък от диаметъра на главното огледало на Subaru. За намаляване на шума матрицата е монтирана във вакуумна криогенна камера на Дюар и работи при температура от -100 °C.

Телескопът Subaru държеше палмата до 2005 г., когато беше завършено изграждането на новия гигант SALT.

2. СОЛ

Южноафриканският голям телескоп (SALT) се намира на върха на хълм на триста и седемдесет километра североизточно от Кейптаун, близо до град Съдърланд. Това е най-големият работещ оптичен телескоп за наблюдение на южното полукълбо. Основното му огледало с размери 11,1 х 9,8 метра се състои от деветдесет и една шестоъгълни плочи.

Първичните огледала с голям диаметър са изключително трудни за производство като монолитна структура, така че най-големите телескопи имат композитни огледала. За производството на плочи се използват различни материалис минимално термично разширение, като стъклокерамика.

Основната мисия на SALT е да изучава квазари, далечни галактики и други обекти, чиято светлина е твърде слаба, за да бъде наблюдавана от повечето други астрономически инструменти. SALT е подобен по архитектура на Subaru и няколко други известни телескопа в обсерваторията Мауна Кеа.

3. Кек

Десетметровите огледала на двата основни телескопа на обсерваторията Кек се състоят от тридесет и шест сегмента и сами по себе си позволяват постигане на висока резолюция. въпреки това основна характеристикаДизайнът е, че два такива телескопа могат да работят заедно в режим на интерферометър. Двойката Keck I и Keck II е еквивалентна по разделителна способност на хипотетичен телескоп с диаметър на огледалото 85 метра, чието създаване днес е технически невъзможно.

За първи път адаптивна оптична система с настройка на лазерния лъч беше тествана на телескопи Keck. Анализирайки характера на разпространението му, автоматиката компенсира атмосферните смущения.

Върховете на изчезнали вулкани са едно от най-добрите места за изграждане на гигантски телескопи. Голяма надморска височинанадморска височина и отдалеченост от големите градове осигуряват отлични условия за наблюдения.

4.GTC

Телескопът Гранд Канар (GTC) също се намира на върха на вулкана в обсерваторията Ла Палма. През 2009 г. той стана най-големият и усъвършенстван наземен оптичен телескоп. Основното му огледало с диаметър 10,4 метра се състои от тридесет и шест сегмента и се счита за най-модерното, създавано някога. Още по-изненадваща е сравнително ниската цена на този грандиозен проект. Заедно с инфрачервената камера CanariCam и спомагателното оборудване за изграждането на телескопа са похарчени само 130 милиона долара.

Благодарение на CanariCam се извършват спектроскопски, коронографски и поляриметрични изследвания. Оптичната част се охлажда до 28 К, а самият детектор се охлажда до 8 градуса по-висока абсолютна нула.

5.LSST

Поколението на големи телескопи с диаметър на основното огледало до десет метра е към своя край. Най-близките проекти включват създаването на серия от нови огледала с увеличаване на размера на огледалата от два до три пъти. Още следващата година е планирано изграждането на широкоъгълен рефлекторен телескоп, Large Synoptic Survey Telescope (LSST), в северно Чили.

LSST – Голям обзорен телескоп (изображение: lsst.org).

Очаква се да има най-голямото зрително поле (седем видими диаметъра на Слънцето) и камера с резолюция 3,2 гигапиксела. В течение на една година LSST трябва да направи повече от двеста хиляди снимки, чийто общ обем в некомпресирана форма ще надхвърли петабайт.

Основната задача ще бъде да се наблюдават обекти със свръхниска светимост, включително астероиди, които заплашват Земята. Планирани са също измервания на слаби гравитационни лещи за откриване на признаци на тъмна материя и регистриране на краткосрочни астрономически събития (като експлозия на свръхнова). На базата на данни от LSST се планира изграждането на интерактивна и постоянно актуализирана карта звездно небес свободен достъпчрез Интернет.

При подходящо финансиране телескопът ще бъде пуснат в експлоатация през 2020 г. Първият етап изисква 465 милиона долара.

6.GMT

Гигантският магеланов телескоп (GMT) е обещаващ астрономически инструмент, който се разработва в обсерваторията Лас Кампанас в Чили. Основният елемент на този телескоп от ново поколение ще бъде композитно огледало от седем вдлъбнати сегмента с общ диаметър 24,5 метра.

Дори като се вземат предвид изкривяванията, внесени от атмосферата, детайлността на изображенията, направени от нея, ще бъде приблизително десет пъти по-висока от тази на орбиталния телескоп Хъбъл. През август 2013 г. приключи отливането на третото огледало. Телескопът трябва да бъде пуснат в експлоатация през 2024 г. Стойността на проекта днес се оценява на 1,1 милиарда долара.

7.TMT

Тридесетметровият телескоп (TMT) е друг проект за оптичен телескоп от следващо поколение за обсерваторията Мауна Кеа. Главното огледало с диаметър 30 ​​метра ще бъде направено от 492 сегмента. Неговата разделителна способност се оценява на дванадесет пъти по-голяма от тази на Хъбъл.

Строителството е планирано да започне следващата година и да завърши до 2030 г. Очаквана цена: 1,2 милиарда долара.

8. E-ELT

Европейският изключително голям телескоп (E-ELT) днес изглежда най-привлекателен по отношение на възможности и разходи. Проектът предвижда създаването му в пустинята Атакама в Чили до 2018 г. Текущата цена се оценява на 1,5 милиарда долара с диаметър 39,3 метра. Той ще се състои от 798 шестоъгълни сегмента, всеки от които е с диаметър около метър и половина. Системата за адаптивна оптика ще елиминира изкривяването с помощта на пет допълнителни огледала и шест хиляди независими устройства.

Европейски изключително голям телескоп – E-ELT (снимка: ESO).

Очакваната маса на телескопа е повече от 2800 тона. Той ще бъде оборудван с шест спектрографа, близка инфрачервена камера MICADO и специализиран инструмент EPICS, оптимизиран за търсене на планети от земния тип.

Основната задача на екипа на обсерваторията E-ELT ще бъде подробно проучване на открити в момента екзопланети и търсене на нови. Допълнителните цели включват откриване на признаци за наличие на вода и органична материя в тяхната атмосфера, както и изучаване на формирането на планетарни системи.

Оптичният диапазон съставлява само малка част от електромагнитния спектър и има редица свойства, които ограничават възможностите за наблюдение. Много астрономически обекти са практически неоткриваеми във видимия и близкия инфрачервен спектър, но в същото време се разкриват поради радиочестотни импулси. Ето защо в съвременната астрономия голяма роля се дава на радиотелескопите, чийто размер пряко влияе върху тяхната чувствителност.

9. Аресибо

В една от водещите радиоастрономически обсерватории Аресибо (Пуерто Рико) се намира най-големият радиотелескоп с една апертура с диаметър на рефлектора триста и пет метра. Състои се от 38 778 алуминиеви панела с обща площ от около седемдесет и три хиляди квадратни метра.

Радиотелескоп на обсерваторията Аресибо (снимка: NAIC – Обсерватория Аресибо).

С негова помощ вече са направени редица астрономически открития. Например през 1990 г. е открит първият пулсар с екзопланети и в рамките на проекта за разпределени изчисления Einstein@home последните годиниОткрити са десетки двойни радиопулсари. Но за редица задачи в съвременната радиоастрономия възможностите на Arecibo вече са едва достатъчни. Новите обсерватории ще бъдат създадени на принципа на мащабируеми решетки с перспектива да нараснат до стотици и хиляди антени. ALMA и SKA ще бъдат едни от тях.

10. ALMA и SKA

Голямата милиметрова/субмилиметрова решетка Atacama (ALMA) е решетка от параболични антени с диаметър до 12 метра и тежаща повече от сто тона всяка. До средата на есента на 2013 г. броят на антените, комбинирани в един радиоинтерферометър ALMA, ще достигне шестдесет и шест. Подобно на повечето съвременни астрономически проекти, ALMA струва повече от един милиард долара.

Квадратният километров масив (SKA) е друг радиоинтерферометър, състоящ се от масив от праболични антени, разположени в Южна Африка, Австралия и Нова Зеландия на обща площ от около един квадратен километър.

Антени на радиоинтерферометъра „Square Kilometer Array“ (снимка: stfc.ac.uk).

Неговата чувствителност е приблизително петдесет пъти по-голяма от тази на радиотелескопа на обсерваторията Аресибо. SKA е в състояние да открива ултра слаби сигнали от астрономически обекти, разположени на 10–12 милиарда светлинни години от Земята. Първите наблюдения се планира да започнат през 2019 г. Проектът се оценява на 2 милиарда долара.

Въпреки огромния мащаб на съвременните телескопи, тяхната непосилна сложност и много години наблюдения, изследването на космоса едва започва. Дори в Слънчевата система досега са открити само малка част от обекти, които заслужават внимание и могат да повлияят на съдбата на Земята.

Терминът телескоп буквално означава „гледам надалече“. Съвременни устройстваоптичен тип позволяват на астрономите да изучават нашата слънчева система, както и да откриват нови планети, разположени извън нейните граници. Топ 10 по-долу включва най-мощните телескопи в света.

10. БТА

БТАотваря класацията на най-мощните телескопи, която има едно от най-големите монолитни огледала в целия свят. Този гигант, построен през 70-те години на миналия век, все още държи предимството по отношение на най-големия астрономически купол. Огледалото с диаметър над 6 метра е направено под формата на параболоид на въртене. Масата му е четиридесет и два тона, ако не вземете предвид теглото на рамката. Общата маса на този гигант е 850 тона. Главен конструктор на БТА е Б.К. Йонисани. Отражателното огледално покритие е направено от незащитен алуминий. Работният слой изисква подмяна на всеки десет години.

9. Гигантски Магеланов телескоп

Гигантски Магеланов телескопе един от десетте най-големи и мощни в света. Пълното завършване на строителството му е планирано за 2020 г. За събиране на светлина ще се използва система, която включва седем основни огледала, всяко от които ще има диаметър 8,4 m. Общата апертура на устройството ще съответства на телескоп с огледало с диаметър над 24 m. Предполага се, че MHT ще бъде няколко пъти по-мощен от всички съвременни телескопи. Предвижда се MHT да стане най-мощният и да помогне за откриването на много нови екзопланети.

8. Близнаци Юг и Близнаци Север

Близнаци ЮгИ Близнаци Северса комплекс, който включва два телескопа, високи осем метра. Те са предназначени да осигурят пълно, безпрепятствено покритие на небето и са разположени на различни върхове. Това са едни от най-мощните и модерни инфрачервени оптични телескопи, налични днес. Устройствата предоставят възможно най-ясни изображения, което се постига с помощта на спектроскопия и адаптивна оптика. Телескопите често се управляват дистанционно. Устройствата приемат Активно участиев търсене на екзопланети.

7. Субару

Субару- един от най-мощните телескопи в света, създаден от японски учени. Намира се на върха на вулкана Мауна Кеа. Има едно от най-големите монолитни огледала в света с диаметър повече от осем метра. Subaru е в състояние да открива планети извън нашата слънчева система и може също така да определя техния размер, като изучава планетарната светлина и открива газовете, които доминират в атмосферата на екзопланетите.

6. Телескоп Хоби-Ебърли

Телескоп Хоби-Ебърлие един от десетте най-мощни телескопа днес с диаметър на главното огледало над девет метра. По време на създаването му са използвани много иновации, което е едно от основните предимства на това устройство. Основното огледало включва 91 елемента, които функционират като едно цяло. Хоби - Eberly се използва както за изследване на нашата слънчева система, така и за изследване на извънгалактични обекти. С негова помощ бяха открити няколко екзопланети.

5. СОЛ

СОЛ– пълното име звучи като Южноафрикански голям телескоп. Оптичното устройство има голямо главно огледало, чийто диаметър е единадесет метра и се състои от масив от огледала. Разположен е на хълм с височина почти 1,8 км близо до провинция Съдърланд. С помощта на това устройство специалистите по астрономия провеждат изследвания в близките галактики и откриват нови планети. Това най-мощно астрономическо устройство дава възможност за различни видове анализи на излъчването на астрономически обекти.

4.LBT

LBTили Голям бинокулярен телескоп в превод на руски означава Голям бинокулярен телескоп. Това е едно от най-технологично напредналите устройства, което има най-високата оптична резолюция в света. Намира се на надморска височина над 3 километра на планина, наречена Греъм. Устройството включва чифт огромни параболични огледала с диаметър 8,4 м. Те са монтирани на обща стойка, откъдето идва и името „бинокъл“. По своята мощност астрономическият уред е еквивалентен на телескоп с едно огледало с диаметър над 11 метра. Благодарение на необичайната си структура, устройството е в състояние да произвежда изображения на един обект едновременно чрез различни филтри. Това е едно от основните му предимства, тъй като благодарение на това можете значително да намалите времето за получаване на цялата необходима информация.

3. Кек I и Кек II

Кек I и Кек IIразположен на самия връх Мауна Кеа, чиято височина надвишава 4 километра над морското равнище. Тези астрономически инструменти могат да работят в режим на интерферометър, който се използва в астрономията за телескопи с с висока резолюция. Те могат да заменят телескоп с голяма апертура с набор от устройства с малки апертури, които са свързани като интерферометър. Всяко от огледалата се състои от тридесет и шест малки шестоъгълни. Общият им диаметър е десет метра. Телескопите са създадени по системата Ричи-Кретиен. Устройствата близнаци се управляват от офисите на централата на Waimea. Благодарение на тези астрономически единици повечето от планетите са разположени навън слънчева система.

2.GTC

ОУ– това съкращение, преведено на руски означава Телескоп Гранд Канар. Устройството наистина има внушителни размери. Този оптичен отразяващ телескоп има най-голямото огледало в света, чийто диаметър надхвърля десет метра. Изработен е от 36 шестоъгълни сегмента, които са получени от стъклокристални материали Zerodur. Този астрономически уред има активна и адаптивна оптика. Намира се на самия връх на изгасналия вулкан Мухачос на Канарските острови. Специална характеристика на устройството е способността да вижда различни обекти на много голямо разстояние, милиарди по-слабо, отколкото невъоръженото човешко око може да различи.

1. VLT

VLTили Very Large Telescope, което в превод на руски означава „много голям телескоп“. Това е комплекс от устройства от този тип. Включва четири отделни и същия брой оптични телескопи. Това е най-голямото оптично устройство в света по отношение на обща площ на огледалото. Има и най-високата резолюция в света. Астрономическото устройство беше разположено в Чили на надморска височина над 2,6 км на планина, наречена Серо Паранал, разположена в пустинята близо до Тихи океан. Благодарение на това мощно телескопично устройство преди няколко години учените най-накрая успяха да получат ясни снимки на планетата Юпитер.

10. ГолямСиноптиченИзследванеТелескоп

Диаметър на основното огледало: 8,4 метра

Местоположение: Чили, връх на планината Cero Pachon, 2682 метра над морското равнище

Тип: рефлектор, оптичен

Въпреки че LSST ще се намира в Чили, това е американски проект и изграждането му е изцяло финансирано от американци, включително Бил Гейтс (който лично е допринесъл с 10 милиона долара от необходимите 400 долара).

Целта на телескопа е да снима цялото налично нощно небе на всеки няколко нощи, като за тази цел устройството е оборудвано с 3,2 гигапикселова камера. LSST разполага с много широк зрителен ъгъл от 3,5 градуса (за сравнение, Луната и Слънцето, гледани от Земята, заемат само 0,5 градуса). Такива възможности се обясняват не само с впечатляващия диаметър на главното огледало, но и с уникалния дизайн: вместо две стандартни огледала, LSST използва три.

Сред научните цели на проекта са търсенето на проявления тъмна материяи тъмна енергия, картографиране на Млечния път, откриване на краткосрочни събития като експлозии на нова или свръхнова и откриване на малки обекти от слънчевата система като астероиди и комети, особено близо до Земята и в пояса на Кайпер.

Очаква се LSST да види „първата светлина“ (често срещан западен термин, означаващ момента, в който телескопът за първи път се използва по предназначение) през 2020 г. На този моментИзграждането е в ход, устройството е планирано да бъде напълно готово през 2022 г.

9. югафриканскиГолямТелескоп

Диаметър на основното огледало: 11х 9,8 метра

Местоположение: Южна Африка, хълм близо до селището Съдърланд, 1798 метра надморска височина

Тип: рефлектор, оптичен

Най-големият оптичен телескоп в южното полукълбо се намира в Южна Африка, в полупустинна зона близо до град Съдърланд. Една трета от 36-те милиона долара, необходими за изграждането на телескопа, бяха предоставени от южноафриканското правителство; останалата част е разделена между Полша, Германия, Великобритания, САЩ и Нова Зеландия.

SALT направи първата си снимка през 2005 г., малко след завършването на строителството. Дизайнът му е доста необичаен за оптичните телескопи, но е често срещан сред по-новото поколение „много големи телескопи“: основното огледало не е единично и се състои от 91 шестоъгълни огледала с диаметър 1 метър, ъгълът на всяко от които може да бъде коригирани за постигане на специфична видимост.

Предназначен за визуален и спектрометричен анализ на радиация от астрономически обекти, които са недостъпни за телескопи в северното полукълбо. Служителите на SALT наблюдават квазари, близки и далечни галактики, а също така наблюдават еволюцията на звездите.

В Щатите има подобен телескоп, той се нарича Hobby-Eberly Telescope и се намира в Тексас, в градчето Форт Дейвис. Както диаметърът на огледалото, така и технологията му са почти същите като SALT.

8. Кек I иКек II

Диаметър на основното огледало: 10 метра (и двете)

Местоположение: САЩ, Хавай, планината Мауна Кеа, 4145 метра над морското равнище

Тип: рефлектор, оптичен

И двата американски телескопа са свързани в една система (астрономически интерферометър) и могат да работят заедно, за да създадат едно изображение. Уникалното разположение на телескопите в един от най-добрите местана Земята по отношение на астроклимата (степента, до която атмосферата пречи на качеството на астрономическите наблюдения) направи Кек една от най-ефективните обсерватории в историята.

Основните огледала на Keck I и Keck II са идентични едно с друго и са подобни по структура на телескопа SALT: те се състоят от 36 шестоъгълни движещи се елемента. Оборудването на обсерваторията дава възможност за наблюдение на небето не само в оптичния, но и в близкия инфрачервен диапазон.

Освен че е основна част от най-широката гама от изследвания, Keck в момента е един от най-ефективните наземни инструменти в търсенето на екзопланети.

7. БабаТелескопКанарските острови

Диаметър на основното огледало: 10,4 метра

Местоположение: Испания, Канарските острови, остров Ла Палма, 2267 метра надморска височина

Тип: рефлектор, оптичен

Строителството на GTC приключи през 2009 г., когато обсерваторията беше официално открита. Дори кралят на Испания Хуан Карлос I дойде на церемонията. Общо 130 милиона евро бяха похарчени за проекта: 90% бяха финансирани от Испания, а останалите 10% бяха разделени по равно между Мексико и Университета на Флорида.

Телескопът е способен да наблюдава звезди в оптичния и средния инфрачервен диапазон и разполага с инструменти CanariCam и Osiris, които позволяват на GTC да провежда спектрометрични, поляриметрични и коронографски изследвания на астрономически обекти.

6. АресибоОбсерватория

Диаметър на основното огледало: 304,8 метра

Местоположение: Пуерто Рико, Аресибо, 497 метра над морското равнище

Тип: рефлектор, радиотелескоп

Един от най-разпознаваемите телескопи в света, радиотелескопът Аресибо е бил заснет повече от един път от филмови камери: например обсерваторията се появи като място на последната конфронтация между Джеймс Бонд и неговия антагонист във филма GoldenEye, както и в научно-фантастичната филмова адаптация на романа на Карл Сейгън „Контакт“.

Този радиотелескоп дори намери своето място във видеоигрите - по-специално, в една от картите за мултиплейър на Battlefield 4, наречена Rogue Transmission, военен сблъсък между две страни се провежда точно около структура, напълно копирана от Arecibo.

Аресибо изглежда наистина необичайно: гигантска чиния на телескоп с диаметър почти една трета от километър е поставена в естествена карстова дупка, заобиколена от джунгла и покрита с алуминий. Над него е окачена подвижна антена, поддържана от 18 кабела от три високи кулипо ръбовете на рефлекторната чиния. Гигантската структура позволява на Аресибо да улавя електромагнитно излъчване в сравнително широк диапазон - с дължина на вълната от 3 cm до 1 m.

Пуснат в експлоатация през 60-те години, този радиотелескоп е използван в безброй изследвания и е помогнал да се направят редица значими открития (като първия астероид, открит от телескопа, 4769 Castalia). Веднъж Аресибо дори предостави учени Нобелова награда: През 1974 г. Хълс и Тейлър са наградени за първото откритие на пулсар в двойна звездна система (PSR B1913+16).

В края на 90-те години обсерваторията започва да се използва и като един от инструментите на американския проект SETI за търсене на извънземен живот.

5. Голяма милиметрова решетка Atacama

Диаметър на основното огледало: 12 и 7 метра

Местоположение: Чили, пустинята Атакама, 5058 метра над морското равнище

Тип: радиоинтерферометър

В момента този астрономически интерферометър от 66 радиотелескопа с диаметър 12 и 7 метра е най-скъпият работещ наземен телескоп. САЩ, Япония, Тайван, Канада, Европа и, разбира се, Чили похарчиха около 1,4 милиарда долара за него.

Тъй като целта на ALMA е да изучава милиметрови и субмилиметрови вълни, най-благоприятният климат за такова устройство е сух и на голяма надморска височина; това обяснява разположението на всичките шест и половина дузини телескопи на пустинното чилийско плато на 5 км над морското равнище.

Телескопите бяха доставени постепенно, като първата радиоантена влезе в експлоатация през 2008 г., а последната през март 2013 г., когато ALMA беше официално пусната в пълния си планиран капацитет.

Основната научна цел на гигантския интерферометър е да изследва еволюцията на космоса в най-ранните етапи от развитието на Вселената; по-специално раждането и последващата динамика на първите звезди.

4. Гигантски Магеланов телескоп

Диаметър на основното огледало: 25,4 метра

Местоположение: Чили, обсерватория Лас Кампанас, 2516 метра над морското равнище

Тип: рефлектор, оптичен

Далеч на югозапад от ALMA, в същата пустиня Атакама, се строи друг голям телескоп, проект на САЩ и Австралия - GMT. Основното огледало ще се състои от един централен и шест симетрично околни и леко извити сегмента, образуващи единичен рефлектор с диаметър над 25 метра. В допълнение към огромен рефлектор, телескопът ще бъде оборудван с най-новата адаптивна оптика, която ще елиминира максимално изкривяванията, създавани от атмосферата по време на наблюдения.

Учените очакват, че тези фактори ще позволят на GMT да произвежда изображения 10 пъти по-резки от тези на Хъбъл и вероятно дори по-добри от дългоочаквания му наследник, космическия телескоп Джеймс Уеб.

Сред научните цели на GMT е много широк спектър от изследвания - търсене и фотографиране на екзопланети, изучаване на планетарната, звездната и галактическата еволюция, изучаване на черни дупки, прояви на тъмна енергия, както и наблюдение на най-първото поколение галактики. Работният обхват на телескопа във връзка с посочените цели е оптичен, близък и среден инфрачервен диапазон.

Очаква се цялата работа да бъде завършена до 2020 г., но се посочва, че GMT ​​може да види „първата светлина“ с 4 огледала веднага щом бъдат въведени в дизайна. В момента работа в прогресза създаване на четвърто огледало.

3. Тридесет метров телескоп

Диаметър на основното огледало: 30 метра

Местоположение: САЩ, Хавай, планината Мауна Кеа, 4050 метра над морското равнище

Тип: рефлектор, оптичен

TMT е подобен по предназначение и производителност на телескопите GMT ​​и Hawaiian Keck. На успеха на Keck се основава по-големият TMT със същата технология на първично огледало, разделено на много шестоъгълни елементи (само че този път диаметърът му е три пъти по-голям), а заявените изследователски цели на проекта почти напълно съвпадат. със задачите на GMT, чак до фотографирането на най-ранните галактики почти на ръба на Вселената.

Медиите цитират различни разходи по проекта, вариращи от 900 милиона долара до 1,3 милиарда долара. Известно е, че Индия и Китай са изразили желание да участват в TMT и са се съгласили да поемат част от финансовите задължения.

В момента има избрано място за строителство, но все още има съпротива от някои сили в хавайската администрация. Мауна Кеа е свещено място за местните хавайци и много от тях са категорично против изграждането на свръхголям телескоп.

Очаква се всички административни проблеми да бъдат решени много скоро, а строителството се планира да бъде напълно завършено приблизително до 2022 г.

2. КвадратКилометричен масив

Диаметър на основното огледало: 200 или 90 метра

Местоположение: Австралия и Южна Африка

Тип: радиоинтерферометър

Ако този интерферометър бъде построен, той ще стане 50 пъти по-мощен астрономически инструмент от най-големите радиотелескопи на Земята. Факт е, че SKA трябва да покрие площ от приблизително 1 квадратен километър със своите антени, което ще му осигури безпрецедентна чувствителност.

По структура SKA е много подобен на проекта ALMA, но по размер той значително ще надвишава чилийския си аналог. В момента има две формули: или да се построят 30 радиотелескопа с антени от 200 метра, или 150 с диаметър 90 метра. По един или друг начин дължината, върху която ще бъдат разположени телескопите, според плановете на учените ще бъде 3000 км.

За да се избере страната, в която ще бъде построен телескопът, се проведе своеобразно състезание. Австралия и Южна Африка стигнаха до финалите, а през 2012 г. специална комисия обяви решението си: антените ще бъдат разпределени между Африка и Австралия през обща система, тоест СКА ще бъдат разположени на територията на двете страни.

Обявената стойност на мегапроекта е 2 милиарда долара. Сумата е разделена между редица държави: Великобритания, Германия, Китай, Австралия, Нова Зеландия, Холандия, Южна Африка, Италия, Канада и дори Швеция. Очаква се строителството да бъде напълно завършено до 2020 г.

1. европейскиИзключителноГолямТелескоп

Диаметър на основното огледало: 39,3 метра

Местоположение: Чили, връх на планината Cerro Armazones, 3060 метра

Тип: рефлектор, оптичен

За няколко години - може би. До 2025 г. обаче телескопът ще достигне пълен капацитет, който ще надхвърли TMT с цели десет метра и който, за разлика от хавайския проект, вече е в процес на изграждане. Говорим за безспорен лидер сред най-ново поколениеголеми телескопи, а именно европейският голям телескоп, или E-ELT.

Основното му почти 40-метрово огледало ще се състои от 798 движещи се елемента с диаметър 1,45 метра. Това, заедно с най-модерната адаптивна оптична система, ще направи телескопа толкова мощен, че според учените той не само ще може да намира планети, подобни на Земята по размер, но и ще може да използва спектрограф за изследване на състав на тяхната атмосфера, което открива напълно нови перспективи в изследването на планетите извън Слънчевата система.

В допълнение към търсенето на екзопланети, E-ELT ще изследва ранни стадииразвитие на космоса, ще се опита да измери точното ускорение на разширяването на Вселената, ще провери физическите константи за всъщност постоянство във времето; Телескопът също така ще позволи на учените да навлязат по-дълбоко от всякога във формирането на планетите и тяхната първична химия в търсене на вода и органична материя – което означава, че E-ELT ще помогне да се отговори на редица фундаментални научни въпроси, включително тези, засягащи произхода на живота.

Стойността на телескопа, декларирана от представители на Европейската южна обсерватория (авторите на проекта), е 1 милиард евро.

Интересно за астрономията Томилин Анатолий Николаевич

3. Най-големият в света пречупващ телескоп

Най-големият в света рефракционен телескоп е инсталиран през 1897 г. в обсерваторията Йеркс на Чикагския университет (САЩ). Диаметърът му е D = 102 сантиметра, а фокусното му разстояние е 19,5 метра. Представете си колко място му трябва в кулата!

Основните характеристики на рефрактора са:

1. Колективна способност - тоест способността да се откриват слаби източници на светлина.

Ако вземем предвид, че човешкото око, събирайки лъчи през зеница с диаметър d приблизително 0,5 сантиметра, тъмна нощможе да забележи светлината на кибрит на 30 километра, лесно е да се изчисли колко пъти събирателната способност на 102-сантиметров рефрактор е по-голяма от тази на окото.

Това означава, че всяка звезда, към която е насочен 102-сантиметров рефрактор, изглежда повече от четиридесет хиляди пъти по-ярка, отколкото ако се наблюдава без никакъв инструмент.

2. Следващата характеристика е разделителната способност на телескопа, тоест способността на инструмента да възприема отделно два близко разположени обекта на наблюдение. И тъй като разстоянията между звездите на небесната сфера се изчисляват в ъглови величини (градуси, минути, секунди), разделителната способност на телескопа се изразява в ъглови секунди. Например разделителната способност на рефрактора на Yerke е приблизително 0,137 секунди.

Тоест на разстояние от хиляда километра ще ви позволи ясно да видите две светещи котешки очи.

3. И последната характеристика е увеличението. Ние сме свикнали с факта, че има микроскопи, които увеличават обектите много хиляди пъти. С телескопите ситуацията е по-сложна. Към ясен, уголемен образ небесно тялоИма въздушни вихри в земната атмосфера, дифракция на звездната светлина и оптични дефекти. Тези ограничения осуетяват усилията на оптиците. Изображението е замъглено. Така че, въпреки факта, че увеличението може да бъде голямо, като правило то не надвишава 1000. (Между другото, относно дифракцията на светлината - това явление се свързва с вълновата природа на светлината. Състои се във факта, че че светеща точка - звезда се наблюдава под формата на петно, заобиколено от ореол от ярки пръстени. Това явление ограничава разделителната способност на всякакви оптични инструменти.)

Рефракторният телескоп е изключително сложна и скъпа конструкция. Дори има мнение, че рефракторите са много голям размеризобщо не са практични поради трудностите при изработката им. Който не вярва в това, трябва да се опита да изчисли колко тежи лещата на телескопа Yerke и да помисли как да я укрепи, така че стъклото да не се огъне от собственото си тегло.

От книгата Най-новата книга с факти. Том 3 [Физика, химия и технологии. История и археология. Разни] автор Кондрашов Анатолий Павлович

От книгата Интересно за астрономията автор Томилин Анатолий Николаевич

От книгата Физика на всяка крачка автор Перелман Яков Исидорович

От книгата Чукане на вратата на рая [Научен поглед върху структурата на Вселената] от Рандал Лиза

От книгата Туитове за Вселената от Чаун Маркъс

От книгата Как да разберем сложните закони на физиката. 100 прости и забавни експеримента за деца и техните родители автор Дмитриев Александър Станиславович

4. Рефлекторен телескоп Основният недостатък на рефракторите винаги са били изкривяванията, които възникват в лещите. Трудно е да се получи голяма стъклена отливка, напълно еднаква и без нито един балон или дупка. Рефлекторните телескопи не се страхуват от всичко това - базирани инструменти

От книгата на автора

6. Менискус телескоп на системата Д. Д. Максутов Около четиридесетте години на нашия век арсеналът древна наукае попълнен с още един нов тип телескопи. Съветският оптик, член-кореспондент на Академията на науките на СССР Д. Д. Максутов предложи да се замени лещата на Шмид, която има

От книгата на автора

Кой метал е най-тежкият? В ежедневието се разглежда оловото хеви метъл. Той е по-тежък от цинк, калай, желязо, мед, но все пак не може да се нарече най-тежкият метал. Живак, течен метал, по-тежък от оловото; ако хвърлите парче олово в живак, то няма да потъне в него, а ще се задържи

От книгата на автора

Кой метал е най-лекият? Техниците наричат ​​„светлина“ всички онези метали, които са два или повече пъти по-леки от желязото. Най-разпространеният лек метал, използван в технологиите, е алуминият, който е три пъти по-лек от желязото. Магнезиевият метал е дори по-лек: той е 1 1/2 пъти по-лек от алуминия. IN

От книгата на автора

ГЛАВА 1. НЕ Е ДОСТАТЪЧНО ЗА ТЕБ, САМО ЗА МЕН Сред многото причини, поради които избрах физиката за своя професия, беше желанието да направя нещо дългосрочно, дори вечно. Ако, разсъждавах аз, трябваше да инвестирам толкова много време, енергия и ентусиазъм в нещо, тогава

От книгата на автора

Телескоп 122. Кой е изобретил телескопа? Никой не знае със сигурност. Първите примитивни телескопи може би вече са съществували в края на 16 век, може би дори по-рано. Макар и с много ниско качество, първото споменаване на телескоп („тръби за виждане надалеч“) е в заявка за патент от 25 септември.

От книгата на автора

122. Кой е изобретил телескопа? Никой не знае със сигурност. Първите примитивни телескопи може би вече са съществували в края на 16 век, може би дори по-рано. Макар и с много ниско качество, първото споменаване на телескоп („тръби за виждане надалеч“) е в патентна заявка от 25 септември 1608 г.

От книгата на автора

123. Как работи телескопът? Телескопът буквално фокусира звездната светлина. Лещата на окото прави същото, но телескопът събира повече светлина, така че изображението е по-ярко/по-детайлно. Ранните телескопи са използвали вдлъбнати лещи, за да фокусират звездната светлина. Светлина

От книгата на автора

128. Кога ще бъде заменен космическият телескоп Хъбъл? Космическият телескоп Хъбъл, който се намира в ниска околоземна орбита, е кръстен на американския космолог Едуин Хъбъл. Изстрелян е през април 1990 г. Защо космос? 1. Небето е черно, 24 часа 7 дни в седмицата. 2. Не

От книгата на автора

130. Как работи неутрино "телескоп"? Неутрино: субатомни частици, възникващи при генериране на ядрени реакции слънчева светлина. Повдигнете палец: 100 милиона милиона от тези частици проникват през него всяка секунда Определяща характеристика на неутрино: асоциално

От книгата на автора

80 Телескоп от очила За експеримента ще ни трябват: очила за далекогледи, очила за късогледи. Красиво е звездното небе! Междувременно повечето жители на града виждат звезди много рядко и вероятно затова не ги познават. Има такова нещо като "светлинно замърсяване"

23 март 2018 г

Телескопът Джеймс Уеб е орбитална инфрачервена обсерватория, която ще замени известния космически телескоп Хъбъл. James Webb ще има композитно огледало с диаметър 6,5 метра и ще струва около 6,8 милиарда долара. За сравнение, диаметърът на огледалото на Хъбъл е "само" 2,4 метра.

Работата по него продължава около 20 години! Първоначално стартирането беше планирано за 2007 г., но по-късно беше отложено за 2014 и 2015 г. Първият сегмент от огледалото обаче беше монтиран на телескопа едва в края на 2015 г., а цялото основно композитно огледало беше сглобено едва през февруари 2016 г. Тогава те обявиха изстрелване през 2018 г., но според последната информация телескопът ще бъде изстрелян с ракета Ariane 5 през пролетта на 2019 г.

Нека да видим как е сглобено това уникално устройство:

Самата система е много сложна, сглобява се на етапи, като на всеки етап се проверява работата на много елементи и вече сглобената конструкция. От средата на юли телескопът започна да се тества за работа при ултраниски температури - от 20 до 40 градуса по Келвин. Работата на 18-те основни огледални секции на телескопа беше тествана в продължение на няколко седмици, за да се гарантира, че те могат да работят като едно цяло. Диаметърът на композитното огледало на телескопа е 6,5 метра.

По-късно, след като всичко се оказа наред, учените тестваха системата за ориентация, като емулираха светлината на далечна звезда. Телескопът успя да открие тази светлина; всички оптични системи работеха нормално. След това телескопът успя да локализира „звездата“, като проследи нейните характеристики и динамика. Учените са убедени, че телескопът ще работи съвсем коректно в космоса.

Телескопът Джеймс Уеб трябва да бъде поставен в хало орбита в точката на Лагранж L2 на системата Слънце-Земя. И в космоса е студено. Тук са показани тестове, проведени на 30 март 2012 г., за да се провери способността да издържат на ниските температури на пространството. (Снимка от Крис Гън | НАСА):

През 2017 г. телескопът Джеймс Уеб отново беше проведен при екстремни условия. Той беше поставен в камера, в която температурата достигаше само 20 градуса по Целзий над абсолютната нула. Освен това в тази камера нямаше въздух - учените създадоха вакуум, за да поставят телескопа в открити космически условия.

„Сега сме уверени, че НАСА и партньорите на агенцията са построили отличен телескоп и набор от научни инструменти“, каза Бил Окс, ръководител на проекта Джеймс Уеб в Центъра за космически полети Годард.

James Webb ще има композитно огледало с диаметър 6,5 метра със събирателна повърхност от 25 m². Това много ли е или малко? (Снимка от Крис Гън):

Но това не е всичко, телескопът все още трябва да премине много проверки, преди да се счита за напълно готов за изпращане. Последните тестове показаха, че устройството може да работи във вакуум при ултраниски температури. Това са условията, които преобладават в точката на Лагранж L2 в системата Земя-Слънце.

В началото на февруари Джеймс Уеб ще бъде транспортиран до Хюстън, където ще бъде настанен на самолет Lockheed C-5 Galaxy. На борда на този гигант телескопът ще лети до Лос Анджелис, където ще бъде окончателно сглобен с монтиран слънцезащитен щит. След това учените ще проверят дали цялата система работи с такъв екран и дали устройството може да издържи на вибрации и напрежение по време на полет.

Да сравним с Хъбъл. Хъбъл (вляво) и Уеб (вдясно) огледала в същия мащаб:

4. Пълномащабен модел на космическия телескоп Джеймс Уеб в Остин, Тексас, 8 март 2013 г. (Снимка от Крис Гън):

5. Проектът за телескоп е международното сътрудничество 17 държави, водени от НАСА, със значителен принос от Европейската и Канадската космически агенции. (Снимка от Крис Гън):

6. Първоначално изстрелването беше планирано за 2007 г., но по-късно беше отложено за 2014 и 2015 г. Първият сегмент от огледалото обаче беше инсталиран на телескопа едва в края на 2015 г., а основното композитно огледало не беше напълно сглобено до февруари 2016 г. (Снимка: Крис Гън):

7. Чувствителността на телескопа и неговата разделителна способност са пряко свързани с размера на огледалото, което събира светлината от обектите. Учените и инженерите са установили, че минималният диаметър на основното огледало трябва да бъде 6,5 метра, за да се измерва светлината от най-отдалечените галактики.

Лесно е да се направи огледало, подобно на огледалото на телескопа Хъбъл, но по-голям размер, беше неприемливо, тъй като масата му би била твърде голяма, за да изстреля телескоп в космоса. Екипът от учени и инженери трябваше да намери решение, така че новото огледало да има 1/10 от масата на огледалото на телескопа Хъбъл на единица площ. (Снимка от Крис Гън):

8. Не само тук всичко се оскъпява от първоначалната оценка. По този начин цената на телескопа James Webb надхвърли първоначалните оценки най-малко 4 пъти. Беше планирано телескопът да струва 1,6 милиарда долара и да бъде изстрелян през 2011 г., но според новите оценки цената може да бъде 6,8 милиарда, но вече има информация за превишаване на тази граница до 10 милиарда (Снимка Крис Гън):

9. Това е близък инфрачервен спектрограф. Той ще анализира набор от източници, което ще му позволи да получи информация и за двете физически свойстваизследвани обекти (например температура и маса) и за техните химичен състав. (Снимка от Крис Гън):

Телескопът ще позволи да се открият относително студени екзопланети с повърхностна температура до 300 K (което е почти равно на температурата на земната повърхност), разположени на повече от 12 AU. тоест от техните звезди и отдалечени от Земята на разстояние до 15 светлинни години. Към зоната подробно наблюдениеще ударят повече от две дузини звезди, които са най-близо до Слънцето. Благодарение на Джеймс Уеб се очаква истински пробив в екзопланетологията - възможностите на телескопа ще бъдат достатъчни не само за откриване на самите екзопланети, но дори на спътниците и спектралните линии на тези планети.

11. Инженерни тестове в камерата. система за повдигане на телескоп, 9 септември 2014 г. (Снимка от Крис Гън):

12. Изследване на огледала, 29 септември 2014 г. Шестоъгълната форма на сегментите не е избрана случайно. Има висок коефициент на запълване и симетрия от шести ред. Високият коефициент на запълване означава, че сегментите пасват един към друг без празнини. Благодарение на симетрията 18-те огледални сегмента могат да бъдат разделени на три групи, във всяка от които настройките на сегментите са идентични. И накрая, желателно е огледалото да има форма, близка до кръгла - за да фокусира светлината върху детекторите възможно най-компактно. Овално огледало, например, би създало продълговато изображение, докато квадратно би изпратило много светлина от централната зона. (Снимка от Крис Гън):

13. Почистване на огледалото със сух лед с въглероден диоксид. Тук никой не търка с парцали. (Снимка от Крис Гън):

14. Камера А е гигантска вакуумна тестова камера, която ще симулира космическото пространство по време на тестване на телескопа James Webb, 20 май 2015 г. (Снимка от Chris Gunn):

17. Размерът на всеки от 18-те шестоъгълни сегмента на огледалото е 1,32 метра от край до край. (Снимка от Крис Гън):

18. Масата на самото огледало във всеки сегмент е 20 kg, а масата на целия сглобен сегмент е 40 kg. (Снимка от Крис Гън):

19. За огледалото на телескопа James Webb се използва специален вид берилий. Това е фин прах. Прахът се поставя в контейнер от неръждаема стомана и се пресова в плоска форма. След като стоманеният контейнер бъде изваден, парчето берилий се нарязва наполовина, за да се получат две огледални заготовки с диаметър около 1,3 метра. Всяка огледална заготовка се използва за създаване на един сегмент. (Снимка от Крис Гън):

20. След това повърхността на всяко огледало се шлифова, за да му се придаде форма, близка до изчислената. След това огледалото внимателно се заглажда и полира. Този процес се повтаря, докато формата на огледалния сегмент се доближи до идеалната. След това сегментът се охлажда до температура от −240 °C и размерите на сегмента се измерват с помощта на лазерен интерферометър. След това огледалото, като се вземе предвид получената информация, се подлага на окончателно полиране. (Снимка от Крис Гън):

21. След като сегментът е обработен, предната част на огледалото се покрива с тънък слой злато за по-добро отразяване на инфрачервеното лъчение в диапазона от 0,6-29 микрона и готовият сегмент се тества повторно при криогенни температури. (Снимка от Крис Гън):

22. Работа по телескопа през ноември 2016 г. (Снимка от Крис Гън):

23. НАСА завърши сглобяването на космическия телескоп Джеймс Уеб през 2016 г. и започна да го тества. Това е снимка от 5 март 2017 г. При дълги експозиции техниките изглеждат като призраци. (Снимка от Крис Гън):

26. Вратата към същата камера А от 14-та снимка, в която е симулирано космическото пространство. (Снимка от Крис Гън):

28. Настоящите планове предвиждат телескопът да бъде изстрелян с ракета Ariane 5 през пролетта на 2019 г. На въпрос какво учените очакват да научат от новия телескоп, водещият учен на проекта Джон Матер каза: „Надяваме се, че ще открием нещо, за което никой не знае нищо.“ (Снимка от Крис Гън):

James Webb е много сложна система, която се състои от хиляди отделни елементи. Те образуват огледалото на телескопа и неговите научни инструменти. Що се отнася до последното, това са следните устройства:

Близка инфрачервена камера;
- Устройство за работа в средния диапазон на инфрачервеното лъчение (Mid-Infrared Instrument);
- Близък инфрачервен спектрограф;
- Сензор за фино насочване/Близка инфрачервена камера и безпроцепен спектрограф.

Много е важно да защитите телескопа с екран, който да го предпазва от слънцето. Факт е, че благодарение на този екран James Webb ще може да засече дори много слабата светлина на най-далечните звезди. За разгръщането на екрана е създадена сложна система от 180 различни устройства и други елементи. Размерите му са 14*21 метра. „Това ни изнервя“, призна ръководителят на проекта за разработка на телескопа.

Основните задачи на телескопа, който ще замени Хъбъл, са: откриване на светлината на първите звезди и галактики, образувани след Големия взрив, изучаване на формирането и развитието на галактики, звезди, планетарни системи и произхода на живота. Уеб също ще може да говори за това кога и къде е започнала реионизацията на Вселената и какво я е причинила.

източници