Observatório Grande Telescópio Azimutal (BTA). BTA - Grande Telescópio Azimutal
Cúpula BTA
BTA (“Grande Telescópio Azimutal”) é o maior telescópio óptico da Eurásia com um diâmetro do espelho monolítico principal de 6 m instalado no Observatório Astrofísico Especial.
Foi o maior telescópio do mundo desde 1975, quando ultrapassou o Telescópio Hale de 5 metros do Observatório Palomar, até 1993, quando operou com um espelho segmentado de 10 metros. No entanto, o BTA continuou a ser o telescópio com o maior espelho monolítico do mundo até ao seu comissionamento em 1998 (diâmetro 8,2 m). Até hoje, o espelho BTA é o maior do mundo em massa, e a cúpula BTA é a maior cúpula astronômica do mundo.
Dispositivo
O BTA é um telescópio refletor. O espelho principal com diâmetro de 605 cm tem o formato de um parabolóide de revolução. A distância focal do espelho é de 24 metros, o peso do espelho excluindo a moldura é de 42 toneladas. O design óptico do BTA permite operação no foco principal do espelho principal e em dois focos Nesmith. Em ambos os casos, um corretor de aberração pode ser usado.
O telescópio é montado em uma montagem alt-azimute. A massa da parte móvel do telescópio é de cerca de 650 toneladas. A massa total do telescópio é de cerca de 850 toneladas.
Designer-chefe - Doutor em Ciências Técnicas Bagrat Konstantinovich Ioannisiani (LOMO).
O espelho principal de um telescópio possui uma inércia de temperatura significativa, o que leva à deformação do espelho e à distorção de sua superfície de trabalho. Para reduzir a influência dos efeitos da temperatura na qualidade da imagem, a torre do telescópio foi inicialmente equipada com um sistema de ventilação para o espaço da cúpula. Atualmente, estão instaladas unidades de resfriamento na torre, projetadas, se necessário, para baixar artificialmente a temperatura do espelho principal do telescópio de acordo com a previsão do tempo atual.
O revestimento reflexivo do espelho é feito de alumínio desprotegido com 100 nanômetros de espessura. A tecnologia de aluminização do espelho principal do telescópio, desenvolvida pelo fabricante, previa a substituição da camada de trabalho de alumínio a cada 3-5 anos. Ao melhorar as unidades da unidade de aluminização de espelho a vácuo (VUAZ-6), a vida útil da camada espelhada foi aumentada para uma média de 10 anos. Última vez A camada de alumínio do espelho principal do BTA foi substituída em julho de 2015.
Modernização
Em 11 de maio de 2007, teve início o transporte do primeiro espelho principal do BTA para a LZOS, que o fabricou, para fins de profunda modernização. O telescópio agora possui um segundo espelho primário instalado. Após o processamento em Lytkarino – retirada de 8 milímetros de vidro da superfície e repolimento, o telescópio deverá ficar entre os dez mais precisos do mundo. SAO esperava que o espelho atualizado, depois de uma reparação que custou 5 milhões de euros, regressasse ao observatório em meados de 2013. Em 2018, está prevista a instalação de um novo espelho de 40 toneladas fabricado na fábrica de vidros ópticos de Lytkarino.
Localização
O telescópio está instalado no Observatório Astrofísico Especial (SAO) no Monte Semirodniki, no sopé do Monte Pastukhov (2.733 m), perto da vila de Nizhny Arkhyz, região de Zelenchuk, República de Karachay-Cherkess, Federação Russa, a uma altitude de 2.070 m acima. nível do mar.
História
Construído para o Observatório Pulkovo em 1878 e instalado em 1885, o telescópio refrator de 76 centímetros tornou-se o maior do mundo ao mesmo tempo. Devido às especificidades das tarefas do Observatório Pulkovo (em particular, o tempo preciso), não necessitava de grandes refletores. Em 1926, no Observatório Simeiz, no Monte Koshka, foi instalado um refletor inglês com um metro de comprimento.
Em 1961, o telescópio ZTSH-2.6, fabricado na Fábrica Óptico-Mecânica do Estado, com diâmetro de espelho de 2,6 metros - o maior telescópio da URSS e da Europa - foi lançado no Observatório Astrofísico da Crimeia. Naquela época, os cientistas haviam desenvolvido um telescópio de 5 metros e estavam pensando em um de 6 metros, e o radiotelescópio RATAN-600 estava a caminho. Decidiu-se colocar os dois instrumentos lado a lado, sendo necessário um novo local para o observatório. Bons lugares estão localizados nas repúblicas da Ásia Central ex-URSS, no entanto, foi tomada uma decisão política para colocar o instrumento na RSFSR.
Oficialmente, a decisão do governo da URSS de criar um telescópio de 6 metros no país foi anunciada por A. N. Kosygin em seu discurso na 10ª Assembleia Geral da União Astronômica Internacional, realizada em 1958 em Moscou.
Em 25 de março de 1960, o Conselho de Ministros da URSS adotou uma Resolução sobre a criação de um telescópio refletor com espelho com diâmetro de 6 metros. O trabalho principal foi confiado à Fábrica Óptica-Mecânica de Leningrado, à Fábrica de Vidro Óptico Lytkarinsky (LZOS) e ao Instituto Óptico do Estado em homenagem. S.I. Vavilov (GOI), bem como uma série de outras empresas.
A fábrica de vidros ópticos Lytkarino foi aprovada como empreiteira principal para o desenvolvimento do processo tecnológico de moldagem de espelho em bruto com diâmetro de 6 m e para a produção de espelho em branco. Foi necessário fundir uma placa de vidro de 70 toneladas, recozê-la e realizar um processamento complexo de todas as superfícies com a produção de um furo passante central e mais de 60 furos cegos de montagem no verso.
Durante três anos foi projetado e construído um edifício especial de oficina piloto de produção para a fabricação de blanks BTA, cuja tarefa incluía instalação e depuração de equipamentos, desenvolvimento do processo técnico industrial e produção de blanks de espelhos. O equipamento principal da oficina era único e não tinha análogos.
Especialistas da LZOS e GOI realizaram pesquisas e desenvolveram uma composição de vidro que atendeu aos requisitos especificados. Como resultado dos trabalhos realizados, foi desenvolvido um processo tecnológico, acordado com o GOI, segundo o qual foi realizada a produção experimental e fundição experimental de uma peça com diâmetro de 6200 mm. Todos os modos e técnicas de operação, bem como a organização da maré baixa, foram testados nesta peça experimental. Foi elaborado um processo tecnológico para fundição de um tarugo padrão.
Em novembro de 1964, foi fundida a primeira peça bruta do espelho principal, que foi recozida, ou seja, resfriada lentamente em um determinado modo, por mais de 2 anos. Para processar esta peça, foi necessária a retirada de cerca de 25 toneladas de vidro. A experiência existente no processamento de peças de grande porte revelou-se inadequada, optou-se pela utilização de equipamentos diamantados e um conjunto de trabalhos para criar modos de processamento ideais permitiu desenvolver e implementar uma tecnologia para a fabricação de uma peça industrial do espelho principal. O processamento da peça foi realizado durante quase um ano e meio em uma máquina rotativa especial criada na Fábrica de Máquinas-Ferramenta Pesadas de Kolomna. Para obter uma peça com uma determinada forma geométrica, foi projetado um complexo de ferramentas diamantadas, onde foram utilizados mais de 12.000 quilates de diamantes naturais em pó. 7.000 quilates de diamantes foram usados para remover 28 toneladas de material, moer e polir a superfície lateral. Foi difícil marcar e processar 66 furos cegos para acomodar os mecanismos de descarga do espelho. A massa da peça, calculada com base nas dimensões reais, foi de cerca de 42 toneladas. A peça foi aceita para processamento posterior da parte frontal em setembro de 1968.
O processamento preciso do espelho foi realizado por especialistas da LOMO em uma caixa especial com temperatura controlada em uma retificadora exclusiva fabricada pela fábrica de Kolomna. Em janeiro de 1969, o espelho foi polido para obter uma superfície esférica; em junho de 1974, o polimento foi finalmente concluído e o espelho foi preparado para certificação.
A criação deste espelho único durou quase 10 anos.
Em 1968, a Glavmosavtotrans entregou grandes partes do telescópio ao observatório. Em 1969, foi entregue uma instalação de vácuo exclusiva para aluminização do espelho principal.
Em junho de 1974, começou o transporte do espelho. Após a produção, foi preservado com uma película protetora especial e instalado em um contêiner especial de transporte. Dado o seu valor excepcional, foram tomadas precauções extremas durante o seu transporte. Decidiu-se realizar um transporte experimental do simulador de espelho ao longo de todo o percurso, que foi realizado de 12 de maio a 5 de junho de 1974. Com base nos resultados foram desenvolvidas as condições técnicas para transporte do espelho. Os reboques com contêiner e estrutura foram instalados em uma barcaça, fixados e, com a ajuda de um poderoso rebocador, entregues através do canal Moscou-Volga, ao longo do Volga e do canal Volgo-Don até Rostov-on-Don. Então os reboques entregaram-no ao longo das estradas. Norte do Cáucaso para a vila de Zelenchukskaya para o Observatório Astrofísico Especial (SAO).
Foi enviado no final de junho, entregue ao observatório em agosto de 1974 e instalado na estrutura em setembro-outubro. Após operação experimental durante o inverno de 1974/75 e primavera de 1975, treinamento de pessoal operacional e outros trabalhos, em 30 de dezembro de 1975, o ato da Comissão Interdepartamental do Estado para a aceitação do Bolshoi telescópio azimutal, e o telescópio foi colocado em operação.
Um segundo espelho foi posteriormente fabricado e entregue em agosto de 1978. Em 1979 foi aluminizado e instalado no telescópio;
Problemas
Tal como acontece com outros grandes telescópios, um grande problema é a deformação térmica do espelho principal. Para o BTA, este problema é especialmente agudo devido à grande massa e à inércia térmica do espelho e da cúpula. Se a temperatura do espelho mudar mais rápido que 2° por dia, a resolução do telescópio cai uma vez e meia. Para aumentar a duração do tempo de observação, a temperatura da sala do telescópio é regulada por meio de um sistema de ar condicionado, sendo levada à temperatura esperada do ar noturno antes mesmo de abrir a viseira. É proibido abrir a cúpula do telescópio se a diferença de temperatura entre o exterior e o interior da torre for superior a 10°, pois tais mudanças de temperatura podem levar à destruição do espelho. Muitos desses problemas teriam sido resolvidos se o telescópio tivesse um moderno espelho de vitrocerâmica - porém, não havia dinheiro para isso. Em vez disso, decidimos refazer o espelho existente.
O segundo problema é condições atmosféricas no norte do Cáucaso. Como a localização do telescópio está a favor do vento dos principais picos da Cordilheira do Cáucaso, a turbulência piora significativamente as condições de visibilidade (especialmente em comparação com telescópios em locais mais favoráveis) e não permite que todo o potencial da resolução angular do telescópio refletor seja usado.
Por uma série de razões, o BTA permite a obtenção de imagens com resolução de 1,5 segundos de arco em apenas 10% das vezes. Para efeito de comparação, podemos apontar que nos telescópios do Observatório Keck, uma resolução duas vezes maior é normal.
Apesar das suas deficiências, o BTA foi e continua a ser um importante instrumento científico, capaz de ver estrelas até à magnitude 26. Em tarefas como espectroscopia e interferometria speckle, onde o poder de coleta é mais importante que a resolução, o BTA apresenta bons resultados.
O telescópio BTA é o maior telescópio óptico da Eurásia, o maior telescópio da Rússia. O nome completo e a abreviatura são os seguintes: B grande T telescópio A lt-Azimutal.
O diâmetro do espelho é de 6 metros.
Instalado no sopé do Monte Pastukhov, a uma altitude de 2.070 m acima do nível do mar. Karachai-Cherkessia. Está em funcionamento desde 1966.
Já em 1975, o telescópio era considerado o maior do mundo, superando o Telescópio Hale do Observatório Palomar (Califórnia) em seus parâmetros e capacidades técnicas. Mas em 1993, a palma da mão, por assim dizer, foi tirada pelo telescópio de dez metros do Observatório Americano Keck, localizado no pico de Mauna Kea (4.145 metros acima do nível do mar), na ilha do Havaí. E não é surpreendente que com tantos recursos investidos no projeto (mais de US$ 70 milhões), pelos padrões astronômicos ele se revelou um verdadeiro gigante em pesquisa científica espaço.
A questão é: porque é que a Rússia permitiu que os americanos (ou como não estamos habituados a chamá-los) fossem mais clarividentes do que os nossos projectos e desenvolvimentos nesta matéria? Por que os desenvolvimentos e megaprojetos soviéticos foram os melhores do mundo, enquanto os projetos da era pós-soviética estão apenas ganhando impulso, surgindo de joelhos? Felizmente, pelo menos eles estão aumentando. No entanto, não me lembro que em Rosnauk houvesse tantas fundações de caridade ou virtudes filantropas como nos estados. Mas eles poderiam abalar um bando de oligarcas com seus bilhões... Os valores não são tão exorbitantes, considerando as luxuosas vilas e iates, ilhas e outros investimentos sem sentido de alguns dos representantes russos “ os poderosos do mundo esse"...
Aliás, os americanos arrecadaram fundos para a obra em 1985 Fundação de caridade William Myron Keck, que, de fato, financiou todo o projeto com um cheque substancial de mais de US$ 70 milhões. A Fundação foi fundada em 1954 por William Myron Keck (1880-1964) e hoje é especializada em apoiar descobertas científicas e novas tecnologias. E foi isso que eles inventaram:
No entanto, voltando ao nosso telescópio, o BTA permaneceu como o telescópio com o maior espelho monolítico do mundo até 1998. Mas a informação mais interessante incluída na lista de coisas muito legais é que até hoje a cúpula do BTA é a maior cúpula astronômica do mundo. Bem, pelo menosNossa cúpula (!) é a melhor do mundo.
Para que me entendam bem, não existem metas e objetivos para admirar sozinho, e para jogar pseudo-sujeira nos seus... Não! Gostaria que fosse humano, que investissem mais na ciência do que em armas, mais do que no confronto “prioritário” com os tubos da Gazprom, para descobrir qual o fluxo é melhor - norte, sul ou algum outro... Eu os quero investir mais do que outros estados. E talvez os cientistas não vão a lugar nenhum? - E o que? Eu quero acreditar...
Assim, o telescópio BTA, como uma das invenções mais significativas, orgulho dos cientistas e engenheiros soviéticos, foi para a Rússia, como sucessor legal da URSS. O que gostaríamos de saber sobre ele? Tentei encontrar e compactar a informação em algo mais ou menos digerível e interessante.
1. VIDRO ÓPTICO LYTKARI
Existem apenas cinco países no mundo que podem produzir toda a gama de vidros ópticos: Rússia, Alemanha, China, EUA e Japão. A fábrica de Lytkarino é conhecida principalmente por suas ópticas de grande porte. Seus espelhos estão instalados nos maiores telescópios do mundo. Um desses espelhos da planta foi instalado no telescópio BTA, o que possibilitou receber o título em duas categorias ao mesmo tempo - “o maior espelho da Eurásia” e “o maior telescópio da Eurásia”... Um complementa o outro.
Quase esqueci, o peso do espelho é pouco mais de 40 toneladas. Apesar do fato de a massa da parte móvel do telescópio ser de cerca de 650 toneladas, e a massa total do telescópio ser de cerca de 850 toneladas.
Havia informação de que em 2015 o espelho deveria ser substituído por um atualizado - pesando 75 toneladas, mas não encontrei informações sobre os trabalhos realizados no ano passado, nem mesmo no site oficial da fábrica de Lytkarinsky. Foi apenas relatado que eles deveriam fazer isso:
“No próximo ano (nota do editor - em 2015), em maio, enviaremos um espelho de 75 toneladas para um grande telescópio azimutal. De acordo com a tecnologia, esse espelho deve esfriar por um ano e meio após a fundição. Este é o maior espelho feito para um telescópio; a máquina para polir na fábrica de vidro óptico de Lytkarino tem quase 12 andares de altura”, disse. CEO segurando "Shvabe" - Sergey Maksin em exposição internacional"Oboronexpo".
Foto: arquivo SAO RAS 2. O que é único?
Pelos padrões técnicos dos anos 60-70, o desenvolvimento foi considerado revolucionário. Não havia análogos ao projeto. A mecânica do telescópio serviu de protótipo para todos os telescópios subsequentes. Todos os telescópios, mesmo os menores, passaram a ser fabricados segundo o modelo BTA.
Aliás, o nome do telescópio estava predeterminado. Afinal, o telescópio não é estático, ele possui dois eixos - vertical e horizontal. Eles permitem que você gire a estrutura ao longo do eixo e do azimute. Daí o nome - B grande T telescópio A lt-Azimutal.
EM Hora soviética, além de uma enorme equipe de várias centenas de pessoas, o funcionamento do telescópio também foi monitorado por um enorme computador de grande porte, que hoje fica no museu do observatório. Com o tempo, os sensores e o sistema de controle foram modernizados, mas a mecânica permaneceu. A tecnologia soviética não é moleza para você... Ela foi feita para durar.
3. Pessoal
Segundo o astrônomo Alexei Moiseev, cerca de 400 pessoas trabalham hoje no observatório.
“...temos uma das maiores percentagens de pessoal não científico entre os institutos Academia Russa ciências - engenheiros, técnicos. Temos dois telescópios principais: o BTA de seis metros e o radiotelescópio Ratan-600. Eles precisam de pessoas para servi-los. No nosso país, o tempo de inatividade dos telescópios por motivos técnicos é medido em apenas horas por ano - isto é muito pouco.
Aliás, não muito longe do observatório foi construída uma cidade acadêmica, onde hoje vivem cerca de 1.200 pessoas - cientistas com suas famílias. Apesar dos protestos contra a construção da cidade por parte do primeiro diretor do observatório, Ivan Kopylov, foi decidida a construção. E o protesto foi o seguinte: astrônomos não são geólogos, não há necessidade de forçá-los a trabalhar em regime de rodízio.
Hoje é um dos mais grandes problemas cidade acadêmica - assistência médica. Acontece que, como resultado da reforma da Academia Russa de Ciências em 2015, Agencia Federal organizações científicas recusam-se a apoiar o ambulatório local e o hospital mais próximo fica a 30 km de distância, numa estrada de montanha. Pergunta: você está louco? Por um lado, você levanta questões sobre por que há uma fuga de cérebros tão grande, por outro lado, você está se empurrando para fora do país sob tais condições...
É um axioma: em qualquer país do mundo, um astrônomo com bom conhecimento e formação pode encontrar muitas áreas onde ganhará mais do que na ciência. O país não passará para um novo nível baseado no entusiasmo e em reformas estúpidas...
Concluindo, recomendo examinar um grande número de fotografias de alta qualidade sobre o telescópio BTA. Também recomendo assistir a um pequeno vídeo do Roscosmos Television Studio. Lá - no canal Roscosmos, muito vídeos interessantes comentários - para os mais curiosos. Enquanto isso, aqui estão alguns fatos breves sobre o telescópio BTA:
Telescópio BTA (Rússia) - descrição, história, localização. Endereço exato, número de telefone, site. Avaliações turísticas, fotos e vídeos.
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O maior observatório do país, o observatório Arkhyz, foi inaugurado em 1966. Seu principal objeto, o telescópio BTA (grande telescópio azimutal), fica na encosta do Monte Pastukhov, a uma altitude de mais de 2 km. No momento da instalação, foi incluído no Livro de Recordes do Guinness como o maior do mundo e agora ocupa o primeiro lugar em tamanho na Eurásia. Mais dois telescópios menores são instalados nas proximidades, com diâmetros de espelho de 1 e 0,6 m. As observações são realizadas todas as noites, se não houver nuvens.
O vidro com diâmetro de 6 m e espessura de 0,8 m foi fundido e resfriado por dois anos em condições especiais para que não restassem pequenas bolhas em seu interior que afetassem a clareza da imagem. Em seguida foi polido com diamantes, alcançado o grau de curvatura desejado e pulverizado alumínio. Como resultado, a espessura do vidro foi reduzida pela metade.
Durante a excursão, o guia fala sobre as características do telescópio, para que serve e por que está instalado aqui. Outras partes do observatório também serão mostradas. Há uma sala onde é exibido um filme sobre o espaço e o universo, e uma loja de souvenirs. E será agradável simplesmente passear pelo território - há vistas magníficas ao redor. Há um pequeno hotel no observatório onde vivem os cientistas. Mediante acordo com a administração, você poderá pernoitar e participar de observações de corpos cósmicos.
Informação prática
Endereço: Nizhny Arkhyz, Observatório Astrofísico Especial. Coordenadas: 43.6432, 41.4542. Local na rede Internet .
No caminho de Zelenchukskaya para Arkhyz, a cúpula é visível da estrada; 10 km de serpentina de montanha levam até ela. A entrada é bloqueada por uma barreira que durante o dia sobe e deixa passar os visitantes. A seguir existe uma estrada asfaltada, ao longo da qual existem plataformas de observação com vista para a serra.
O observatório está aberto aos turistas apenas nos finais de semana, das 9h00 às 15h00. O preço de um bilhete de adulto é de 120 RUB, um bilhete de criança é de 80 RUB. Os passeios duram 40 minutos e estão disponíveis para grupos de 10 pessoas ou mais. Os preços na página são para fevereiro de 2017.
BTA(“grande telescópio azimutal”) é o maior telescópio óptico da Eurásia com um diâmetro do espelho monolítico principal de 6. Instalado no Observatório Astrofísico Especial.
Foi o maior telescópio do mundo desde 1975, quando ultrapassou o Telescópio Hale de 5 metros do Observatório Palomar, até 1993, quando o Telescópio Keck com espelho segmentado de 10 metros entrou em operação. No entanto, o BTA continuou a ser o telescópio com o maior espelho monolítico do mundo até que o telescópio VLT (8,2 m de diâmetro) entrou em operação em 1998. Até hoje, o espelho BTA é o maior do mundo em massa, e a cúpula BTA é a maior cúpula astronômica do mundo.
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✪ Astroturistas no BTA
✪ O espelho do Grande Telescópio Azimutal foi atualizado
Legendas
Dispositivo
Designer-chefe - Doutor em Ciências Técnicas Bagrat Konstantinovich Ioannisiani (LOMO).
O espelho principal de um telescópio possui uma inércia de temperatura significativa, o que leva à deformação do espelho e à distorção de sua superfície de trabalho. Para reduzir a influência dos efeitos da temperatura na qualidade da imagem, a torre do telescópio foi inicialmente equipada com um sistema de ventilação para o espaço da cúpula. Atualmente, estão instaladas unidades de resfriamento na torre, projetadas, se necessário, para baixar artificialmente a temperatura do espelho principal do telescópio de acordo com a previsão do tempo atual.
O revestimento reflexivo do espelho é feito de alumínio desprotegido com 1 mícron de espessura. A tecnologia de aluminização do espelho principal do telescópio, desenvolvida pelo fabricante, previa a substituição da camada de trabalho de alumínio a cada 3-5 anos. Ao melhorar as unidades da unidade de aluminização de espelho a vácuo (VUAZ-6), a vida útil da camada espelhada foi aumentada para uma média de 10 anos. A última vez que a camada de alumínio do espelho principal do BTA foi trocada foi em julho de 2005.
Modernização
Em 11 de maio de 2007, teve início o transporte do primeiro espelho principal do BTA para a LZOS, que o fabricou, para fins de profunda modernização. O telescópio agora possui um segundo espelho primário instalado. Após processamento em Lytkarino – retirada de 8 milímetros de vidro da superfície e repolimento, o telescópio deverá ficar entre os dez mais precisos do mundo. SAO esperava que o espelho atualizado, após uma reparação que custou 5 milhões de euros, regressasse ao observatório em meados de 2013 [ ] . Em 2015, está prevista a instalação de um novo espelho de 75 toneladas fabricado na fábrica de vidros ópticos de Lytkarinsky.
Localização
Em 1961, o telescópio ZTSH-2.6, fabricado na Planta Óptico-Mecânica do Estado, com diâmetro de espelho de 2,6 metros - o maior telescópio da URSS e da Europa - começou a operar no Observatório Astrofísico da Crimeia. Naquela época, os cientistas [ Quem?] desenvolveu um telescópio de 5 metros e pensou em um de 6 metros, e o radiotelescópio RATAN-600 estava a caminho. Decidiu-se colocar os dois instrumentos lado a lado, sendo necessário um novo local para o observatório. Boas localizações estão nas repúblicas da Ásia Central da ex-URSS, mas foi tomada uma decisão política para colocar o instrumento na RSFSR. [ ]
Oficialmente, a decisão do governo da URSS de criar um telescópio de 6 metros no país foi anunciada por A. N. Kosygin em seu discurso na 10ª Assembleia Geral da União Astronômica Internacional, realizada em 1958 em Moscou.
Em 25 de março de 1960, o Conselho de Ministros da URSS adotou uma Resolução sobre a criação de um telescópio refletor com espelho com diâmetro de 6 metros. O trabalho principal foi confiado à Fábrica Óptico-Mecânica de Leningrado, à Fábrica de Vidro Óptico Lytkarinsky (LZOS), bem como a uma série de outras empresas.
A fábrica de vidros ópticos Lytkarino foi homologada como contratante principal para o desenvolvimento do processo tecnológico de moldagem de espelho em branco com diâmetro de 6 m e para fabricação de espelho em branco. Foi necessário fundir uma placa de vidro de 70 toneladas, recozê-la e realizar um processamento complexo de todas as superfícies com a produção de um furo passante central e mais de 60 furos cegos de montagem no verso.
Ao longo de três anos, foi projetado e construído um edifício especial de oficina piloto de produção para a produção do blank BTA, cuja tarefa incluiu instalação e depuração de equipamentos, desenvolvimento do processo industrial e produção do blank espelhado. O equipamento principal da oficina era único e não tinha análogos.
Especialistas da LZOS e GOI realizaram pesquisas e desenvolveram uma composição de vidro que atendeu aos requisitos especificados. Como resultado dos trabalhos realizados, foi desenvolvido um processo tecnológico, acordado com o GOI, segundo o qual foi realizada a produção experimental e fundição experimental de uma peça com diâmetro de 6200 mm. Todos os modos e técnicas de operação, bem como a organização da maré baixa, foram testados nesta peça experimental. Foi elaborado um processo tecnológico para fundição de um tarugo padrão.
Em novembro de 1964, foi fundida a primeira peça bruta do espelho principal, que foi recozida, ou seja, resfriada lentamente em um determinado modo, por mais de 2 anos. Para processar esta peça, foi necessária a retirada de cerca de 25 toneladas de vidro. A experiência existente no processamento de peças de grande porte revelou-se inadequada, optou-se pela utilização de equipamentos diamantados e um conjunto de trabalhos para criar modos de processamento ideais permitiu desenvolver e implementar uma tecnologia para a fabricação de uma peça industrial do espelho principal. O processamento da peça foi realizado durante quase um ano e meio em uma máquina rotativa especial criada na Fábrica de Máquinas-Ferramenta Pesadas de Kolomna. Para obter uma peça com uma determinada forma geométrica, foi projetado um complexo de ferramentas diamantadas, onde foram utilizados mais de 12.000 quilates de diamantes naturais em pó. 7.000 quilates de diamantes foram usados para remover 28 toneladas de material, moer e polir a superfície lateral. Foi difícil marcar e processar 66 furos cegos para acomodar os mecanismos de descarga do espelho. A massa da peça, calculada com base nas dimensões reais, foi de cerca de 42 toneladas. A peça foi aceita para processamento posterior da parte frontal em setembro de 1968.
O processamento preciso do espelho foi realizado por especialistas da LOMO em uma caixa especial com temperatura controlada em uma retificadora exclusiva fabricada pela fábrica de Kolomna. Em janeiro de 1969, o espelho foi polido para obter uma superfície esférica; em junho de 1974, o polimento foi finalmente concluído e o espelho foi preparado para certificação.
A criação deste espelho único durou quase 10 anos.
Em 1968, a Glavmosavtotrans entregou grandes partes do telescópio ao observatório. Em 1969, foi entregue uma instalação de vácuo exclusiva para aluminização do espelho principal.
Em junho de 1974, começou o transporte do espelho. Após a produção, foi preservado com uma película protetora especial e instalado em um contêiner especial de transporte. Dado o seu valor excepcional, foram tomadas precauções extremas durante o seu transporte. Decidiu-se realizar um transporte experimental do simulador de espelho ao longo de todo o percurso, que foi realizado de 12 de maio a 5 de junho de 1974. Com base nos resultados foram desenvolvidas as condições técnicas para transporte do espelho. Os reboques com contêiner e estrutura foram instalados em uma barcaça, fixados e, com a ajuda de um poderoso rebocador, entregues através do canal Moscou-Volga, ao longo do Volga e do canal Volgo-Don até Rostov-on-Don. Em seguida, os trailers o entregaram ao longo das estradas do norte do Cáucaso até a vila de Zelenchukskaya, ao Observatório Astrofísico Especial (SAO).
Foi enviado no final de junho, entregue ao observatório em agosto de 1974 e instalado na estrutura em setembro-outubro. Após operação experimental durante o inverno de 1974/75 e primavera de 1975, treinamento de pessoal operacional e outros trabalhos, em 30 de dezembro de 1975, foi aprovado o ato da Comissão Interdepartamental Estadual para a aceitação do Grande Telescópio Azimutal, e o telescópio foi colocado em operação.
Um segundo espelho foi posteriormente fabricado e entregue em agosto de 1978. Em 1979 foi aluminizado e instalado no telescópio;
Problemas
Tal como acontece com outros grandes telescópios, um grande problema é a deformação térmica do espelho principal. Para o BTA, este problema é especialmente agudo devido à grande massa e à inércia térmica do espelho e da cúpula. Se a temperatura do espelho mudar mais rápido que 2° por dia, a resolução do telescópio cai uma vez e meia. Para aumentar a duração do tempo de observação, a temperatura da sala do telescópio é regulada por meio de um sistema de ar condicionado, sendo levada à temperatura esperada do ar noturno antes mesmo de abrir a viseira. É proibido abrir a cúpula do telescópio se a diferença de temperatura entre o exterior e o interior da torre for superior a 10°, pois tais mudanças de temperatura podem levar à destruição do espelho. Muitos desses problemas teriam sido resolvidos se o telescópio tivesse um moderno espelho de vitrocerâmica - porém, não havia dinheiro para isso. Em vez disso, decidimos refazer o espelho existente (veja abaixo).
O segundo problema são as condições atmosféricas no Norte do Cáucaso. Como a localização do telescópio está a favor do vento dos principais picos da Cordilheira do Cáucaso, a turbulência atmosférica piora significativamente as condições de visibilidade (especialmente em comparação com telescópios em locais mais favoráveis) e não permite que todo o potencial da resolução angular do telescópio refletor seja usado.
Por uma combinação de razões, o BTA pode obter imagens com resolução de 1,5 segundos de arco em apenas 10% das vezes. Para efeito de comparação, podemos apontar que nos telescópios do Observatório Keck, uma resolução duas vezes maior é normal.
Apesar das suas deficiências, o BTA foi e continua a ser um importante instrumento científico, capaz de ver estrelas até à magnitude 26. Em tarefas como espectroscopia e interferometria speckle, onde o poder de coleta é mais importante que a resolução, o BTA apresenta bons resultados.
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Esse Ano Novo Queria passar um tempo na natureza, tentar algo novo. Então, um anúncio da turnê Intellect sobre duas turnês de Ano Novo chamou minha atenção: “Ano Novo sob as estrelas de Arkhyz” e “Ano Novo em Murmansk”. Como ocorreram inúmeras auroras no ano passado, a escolha foi feita em favor das montanhas, dos telescópios e da astrofotografia.
Depois de passar quase dois dias na estrada, chegamos de Yaroslavl ao local superior do Observatório Astrofísico Especial da Academia Russa de Ciências, localizado no norte do Cáucaso, no sopé do Monte Pastukhov, no distrito de Zelenchuksky, na República de Karachay-Cherkess. Aqui está localizado o BTA (Large Alt-Azimuth Telescope) - o maior telescópio óptico da Eurásia com um diâmetro do espelho monolítico principal de 6 m. No post de hoje falaremos sobre o BTA e seus vizinhos mais próximos.
01. Instalamo-nos no maravilhoso hotel "Andromeda" (um edifício com varandas forrado a pedra amarela), localizado a uma altitude de 2.000 metros (acima do nível do mar) num dos contrafortes do Monte Pastukhov. Da vila de Nizhny Arkhyz, uma estrada montanhosa sinuosa com 17 km de comprimento e uma diferença de altura de cerca de 1000 metros leva até aqui. Quando você entra rapidamente no carro, seus ouvidos ficam um pouco entupidos, sim.
Três cúpulas brancas à esquerda do hotel são a estação de observação óptica Arkhyz (anteriormente Kosmoten) para satélites artificiais da Terra. Em noites claras, um “show de laser” é realizado aqui usando o localizador de laser Sazhen-TM. A estação está equipada com telescópios ópticos Zeiss-600 M e ATT-600 e, desde 2014, um telescópio de monitoramento multicanal exclusivo (MMT). Agora, a principal tarefa da estação é rastrear detritos espaciais; ela também pode rastrear satélites, atividade de meteoros e meteoróides; No entanto, com o comissionamento do MMT, a estação pode estudar objetos em movimento dentro e fora da nossa galáxia, prestando assim assistência à astrofísica fundamental.
Ao longe, no topo do Monte Chapal, você pode ver a parte óptica do complexo de reconhecimento de objetos espaciais Krona, e abaixo e alguns quilômetros à direita do pico está a parte do radar. Esta é uma instalação das Forças de Defesa Aeroespacial Russas. "Krona" reconhece objetos espaciais, revela sua afiliação, propósito e especificações. A capacidade de processamento do complexo é de 30.000 objetos espaciais por dia.
Princípio da Operação: O localizador óptico a laser no topo do Monte Chapal consiste em vários canais. O canal receptor é um telescópio óptico com cobertura altamente direcional, que permite obter imagens de objetos espaciais sob luz solar refletida a uma distância de até 40.000 km, é controlado de acordo com um programa pré-determinado e acompanha objetos pré-selecionados. Canal passivo para detecção autônoma de objetos espaciais - realiza automaticamente observações de patrulha para detectar objetos espaciais até então desconhecidos em sua área da esfera celeste, determina suas características e transmite tudo isso ao Centro de Controle Espacial. A desvantagem dos dois canais acima é que eles processam a reflexão do objeto luz solar e só pode funcionar à noite e somente na ausência de nuvens. Canal transceptor-receptor - emite um feixe de laser em direção a um objeto espacial, recebe e processa o sinal refletido. Não depende da hora do dia. A estação de radar está localizada a poucos quilômetros do topo do Monte Chapal. Sua área de cobertura é o hemisfério superior com raio de 3.500 km. Consiste em dois canais operando em faixas diferentes. Banda UHF - canal “A” - um conjunto de antenas em fase de transmissão e recepção com abertura de 20 × 20 m. Antes do colapso da URSS, o complexo Krona usava 3 caças-interceptores MiG-31D armados com mísseis 79M6 Kontakt (com uma ogiva cinética) para destruir satélites inimigos em órbita. Após o colapso da URSS, os caças MiG-31D foram para o Cazaquistão. As Forças Espaciais estão planejadas para usar MiG-31 russos. O escritório de design Fakel está desenvolvendo um substituto para os mísseis 79M6 Kontakt.
O complexo está em desenvolvimento desde 1974, em 1994 foi colocado em serviço de combate experimental e em 1999 entrou em serviço de combate.
A faixa centimétrica - canal “H” - é um sistema receptor-transmissor composto por cinco antenas parabólicas rotativas que funcionam segundo o princípio de um interferômetro, graças ao qual mede com muita precisão os parâmetros da órbita de um objeto espacial.
02. Do local próximo ao hotel tem-se uma bela vista do enorme BTA (diâmetro do espelho 6 m) e Zeiss-1000 (diâmetro do espelho 1 m). O BTA está localizado a uma altitude de 2.070 metros e uma cúpula de alumínio com 45 metros de diâmetro sobe mais 53 metros. Atrás da cúpula você pode ver um enorme guindaste que foi usado para construir a cúpula e instalar e manter o telescópio. Projeto vertical embaixo do guindaste há uma “cobra”, usada para reparos na cúpula do telescópio.
BTA significa Grande Telescópio Alt-Azimute. Às vezes é chamado de telescópio “Arkhyz”, mas, como podemos ver, existem muitos telescópios (mesmo ópticos) na área de Lower Arkhyz :) Falarei sobre os radiotelescópios RTF-32 e RATAN-600 separadamente.
Ambos os telescópios pertencem ao Observatório Astrofísico Especial da Academia Russa de Ciências (SAO RAS), atualmente o maior centro astronômico russo para observações terrestres do Universo.
03. O BTA foi o maior telescópio do mundo desde 1975, quando ultrapassou o telescópio Hale de cinco metros do Observatório Palomar, até 1993, quando o telescópio de dez metros do Observatório Keck entrou em operação. No entanto, o BTA permaneceu como o maior telescópio espelhado monolítico do mundo até 1998. Até hoje, a cúpula do BTA é a maior cúpula astronômica do mundo. A viseira, pesando 32 toneladas, abre completamente em 25 minutos, deixando uma abertura de 11 metros de largura na cúpula.
04. Entramos para um tour. No teto há um painel de mosaico com constelações do zodíaco. Uma piada triste quando o céu está nublado – “estas são as únicas estrelas que você pode ver hoje”. E não tivemos muita sorte com o clima nos primeiros dias :(
05. O passeio é conduzido por funcionários do observatório, pessoas sinceramente apaixonadas pelo seu trabalho e muito positivas. Não sei o nome do nosso guia, mas também me lembro dele por me dar alguns dicas úteis plano turístico (sobre “cafés” locais e comerciantes de cobre) e também encerrou a excursão com interessantes observações filosóficas sobre a vida em geral. Parece-me que os funcionários daqui não entendem o Zen pior do que os monges tibetanos! ;)
06. Então, o próprio telescópio. Ele é montado em uma montagem alt-azimute. A massa da parte móvel do telescópio é de cerca de 650 toneladas. A massa total do telescópio é de cerca de 850 toneladas. A plataforma circular inferior que você vê na foto pode girar em torno de seu eixo, contarei a seguir como isso é organizado tecnicamente. Na plataforma existe uma “garfo” de duas colunas de quatro andares (contêm vários equipamentos, nomeadamente a coluna da direita é inteiramente ocupada pelo Espectrógrafo Estelar Principal). As colunas sustentam o “tubo” de quarenta metros do telescópio. Na foto vemos apenas a parte traseira do espelho principal com mecanismos de descarga. O peso do espelho é tão grande que a qualquer movimento ele muda de forma, deforma-se e dobra. Para evitar a perda de forma, 66 furos cegos são feitos na parte inferior do espelho. Eles possuem mecanismos especiais de descarga de alavancas instalados, que parecem apoiar cada parte do espelho por dentro. Eles atuam em qualquer ângulo do espelho e evitam sua curvatura.
07. BTA é um telescópio refletor. O espelho principal (coberto com ripas brancas, pois é dia e não estão sendo feitas observações) com diâmetro de 605 cm tem a forma de um parabolóide de revolução. A distância focal do espelho é de 24 metros, o peso do espelho excluindo a moldura é de 42 toneladas. Para fazer com que o espelho reflita melhor a luz, uma fina camada de alumínio é pulverizada sobre ele no vácuo. Este procedimento deve ser repetido a cada poucos anos.
Um espelho parabólico foi fabricado na fábrica de vidro óptico Lytkarino em 1963-1974. Em um forno regenerativo especialmente construído a uma temperatura estritamente definida de 1.600 graus, o processo de fusão e fundição do vidro ocorreu por quase 2 anos (até 20 de novembro de 1964). A peça também esfriou por mais de 2 anos (736 dias, até 5 de dezembro de 1966), o que permitiu evitar a ocorrência de microfissuras. Então começou o processo trabalhoso de processamento. Seu peso era de 70 toneladas. O pré-processamento foi realizado pela fábrica de Lytkarino, após o qual foi selecionado o melhor entre os 2 blanks disponíveis. Em 4 de setembro de 1970, o espaço em branco foi aceito por uma comissão especial liderada pelo Acadêmico L.A. Artsimovich. A retificação e polimento final do espelho foram realizados por uma equipe de ópticos LOMO altamente qualificados, sob a liderança de G.I. Cupido. Para tanto, foi criada uma máquina especial, construída na Fábrica de Máquinas-Ferramenta Pesadas de Kolomna. Em junho de 1974, o espelho estava pronto para certificação. Em 10 de julho, uma comissão interdepartamental presidida pelo Acadêmico A.M. Prokhorov aceitou o espelho para sua posterior instalação no telescópio.
No momento em que o espelho foi aceito pela comissão interdepartamental, perto da vila de Zelenchukskaya, no contraforte do Monte Pastukhov, a uma altitude de 2.110 m acima do nível do mar, uma torre para abrigar o telescópio já havia sido erguida e a montagem de um enorme dispositivo estava em andamento. A todo vapor. O Observatório Astrofísico Especial (SAO) foi fundado aqui. A torre também foi construída tendo em conta uma série de condições especiais - cumprimento das mais rigorosas condições termostáticas, criando uma forma de edifício óptima do ponto de vista aerodinâmico e protegendo o espaço sob a cúpula da acção directa raios solares e precipitação atmosférica.
A montagem do telescópio demorou 4 anos (1970-1974). No verão de setenta e quatro anos, o espelho principal partiu em uma viagem que durou quase 2 meses - primeiro em barcaças na água, depois em terra, inclusive ao longo de uma estrada de montanha especialmente construída. Em 3 de novembro, o telescópio foi colocado em operação experimental e, um ano depois, em 30 de dezembro de 1975, o BTA foi aceito pela Comissão Interdepartamental do Estado com classificação “excelente”. Assim, foram necessários 15 anos para construir o telescópio gigante. Isso é relativamente pouco - os EUA criaram seu aparelho com espelho de 5 metros há 22 anos.
08. A luz do espelho é coletada, concentrada e refletida na parte superior do telescópio, onde está localizado o dispositivo receptor primário (o “vidro” preto). A distância focal final do telescópio é de 24 metros. Mas se você usar um espelho adicional que emita a luz de volta e depois para um dos focos laterais, a distância focal aumenta para 180 metros.
Aliás, antes um astrônomo sentou-se no “vidro”, fazendo observações e registrando imagens em chapas fotográficas. Agora, em vez de uma pessoa, existe a eletrônica. E isso também é bom porque a temperatura dentro da cúpula é estabilizada pelo sistema de ventilação e ar condicionado e levada à temperatura esperada do ar noturno antes mesmo da abertura da viseira. Ou seja, se lá fora são 15, lá dentro serão 15. Sem aquecedores, porque... isso distorcerá instantaneamente a imagem resultante.
Os sistemas de ar condicionado e ventilação são visíveis ao longo do perímetro da cúpula. Abaixo, atrás das janelas de vidro, fica a antiga sala de controle. Agora não está em uso e por dentro parece quente e semelhante a uma lâmpada, evocando associações com Star Trek. Não consigo inserir uma foto do controle remoto com botões no momento. O controle moderno é realizado a partir de um computador.
09. Após examinar a “ponta do iceberg”, fomos levados aos andares inferiores e apresentados aos mecanismos que garantem a rotação do telescópio. O telescópio é montado em uma plataforma giratória com eixo vertical de nove metros. Parte do topo plataformas - um círculo com diâmetro de 12 metros (nas fotos acima), transforma-se em um anel esférico, que funciona como rolamento. O anel esférico repousa sobre suportes de fricção de fluido, três rígidos e três com mola.
10. Graças ao design especial dos suportes hidráulicos, o BTA parece “flutuar” sobre uma fina almofada de óleo de 0,1 mm de espessura, e uma pessoa é capaz de girá-lo em torno de seu eixo. A plataforma de suporte rotativa também abriga os motores dos elevadores de colunas e as linhas de óleo dos sistemas de inclinação telescópica. A rotação do “tubo” do telescópio ao longo do eixo horizontal, sua inclinação, é garantida da mesma forma.
11. Sala da estação de petróleo - o sistema de abastecimento de óleo do telescópio, pode-se dizer, é o coração de toda a estrutura. As bombas principal e reserva bombeiam óleo para os canais das almofadas de suporte sob uma pressão de cerca de 70 atmosferas. (Sim, isto é uma bacia. Com manteiga. Não, não vi fita azul.)
12. O acionamento rotativo está localizado no andar inferior. São duas rodas para garantir o rastreamento de objetos em dois planos ao mesmo tempo. Um par de vermes exclusivo de alta precisão com um diâmetro de quase 6 metros garante o movimento da parte móvel do telescópio com uma precisão de décimos de segundo de arco.
13. Controladores de motor digitais atualizados garantem alta precisão. Era uma vez aqui um equipamento analógico.
14. Ainda mais baixo está o bloco inferior de rolamentos que fixa o eixo - o “calcanhar” do telescópio. Porém, toda a estrutura não fica em cima disso, não. O “calcanhar” o orienta verticalmente. A fundação do telescópio é separada da fundação geral da torre para evitar vibrações desnecessárias.
15. No dia seguinte o tempo esfriou ainda mais, mas houve oportunidade de passear, curtir a neve e tirar algumas fotos atmosféricas.
BTA, guindaste e “Cobra” e uma pessoa para avaliar a balança.
16. Considerando que não havia neve em Yaroslavl naquele momento, e em Rostov-on-Don a grama geralmente era verde em alguns lugares, todos ficaram muito felizes com a neve. Além disso, a queda de neve deverá ser substituída por céu limpo e será possível praticar astrofotografia. Vista da cúpula do BTA desde o início da escada.
17. Geada e sol! Fomos para Star Hill. De lá também vista bonita para o observatório. O prédio de tamanho médio com uma cúpula à direita do BTA é um telescópio Zeiss-1000, não sei o que escondem as pequenas cúpulas à direita, talvez um telescópio Zeiss-600 ou algo mais?
18. Aliás, o telescópio tem medo de nuvens. Nesta altitude, as nuvens flutuam mesmo ao nível da torre. Se de repente uma nuvem olhar para a viseira aberta da cúpula, será ruim - tudo ficará molhado instantaneamente: a cúpula, a estrutura do telescópio, os instrumentos e, o mais importante, o espelho principal. O telescópio irá falhar por muito tempo e isso não pode acontecer. Como a nuvem não pode ser parada e a viseira de 32 toneladas da torre não pode ser fechada rapidamente, os astrônomos estão esperando que a nebulosidade nos níveis do telescópio se dissipe completamente.
19. O céu está clareando, mas ainda há muitas nuvens, então o BTA está “dormindo”. Orion também se cobriu levemente com um “cobertor”.
20. Finalmente foi uma noite clara. A viseira está aberta, as luzes internas estão apagadas: as observações estão em andamento!
30. A imagem é espetacular devido à iluminação dentro da cúpula, mas neste momento não estão sendo feitas observações, alguns trabalhos técnicos e ajustes estão sendo realizados.
BTA é um telescópio de classe mundial. A grande capacidade de captação de luz do telescópio torna possível estudar a estrutura, a natureza física e a evolução dos objetos extragalácticos, e realizar um estudo detalhado características físicas E composição química estrelas peculiares, não estacionárias e magnéticas, estudo dos processos de formação estelar e evolução das estrelas, estudo das superfícies e composição química das atmosferas dos planetas, medições de trajetória de artificiais corpos celestiais a grandes distâncias da Terra e muito mais. Com a sua ajuda, foram realizados numerosos estudos únicos do espaço exterior: foram estudadas as galáxias mais distantes já observadas da Terra, foi estimada a massa do volume local do Universo e muitos outros mistérios do espaço foram resolvidos. O cientista de São Petersburgo, Dmitry Vyshelovich, com a ajuda do BTA, procurou uma resposta para a questão de saber se as constantes fundamentais flutuam no Universo. Com base nos resultados de suas observações, ele fez as descobertas mais importantes. Graças ao BTA, os construtores e cientistas de telescópios nacionais acumularam uma vasta experiência, o que permitiu abrir caminho a novas tecnologias para o estudo do Universo.
31. Estou muito feliz por ter visto o BTA com meus próprios olhos, estou feliz que esta criação da mente da engenharia de sua época ainda esteja em operação, sendo modernizada e desenvolvida. Mesmo que tenha havido falhas na vida do telescópio, mesmo que o próprio telescópio tenha nascido da controversa ideia de “alcançar e ultrapassar a América”, mesmo que instrumentos mais poderosos tenham surgido agora, isso não prejudica de forma alguma pelo seu significado e singularidade, o trabalho de todas as pessoas que participaram na sua criação e trabalharam nela. Há algo de meditativo em sentar-se num banco em frente à cúpula do BTA, olhando para ela, para as montanhas ao redor, para o céu, ouvindo o barulho de seus mecanismos contra o pano de fundo de um silêncio retumbante...
No final do post, velho documentário sobre os princípios de construção e funcionamento do BTA.
