Замочные скважины человечества: 10 самых больших телескопов

Москва, 12 февраля. На уходящей неделе на Гавайях разгорелся конфликт между коренными жителями и представителями научного сообщества. Суд занял сторону местных язычников, выступивших против строительства супертелескопа на священной для них горе Мауна-Кеа. Ученые будут оспаривать решение о запрете на строительство телескопа, который должен стать крупнейшим в мире.

Пока ученые пытаются реализовать амбициозные планы, «МИР 24» собрал сведения об уникальных системах, которые позволяют человечеству заглянуть за пределы нашей планеты. Материал подготовлен в рамках проекта «Космос-55».

Самая мощная оптическая система: «Очень большой телескоп»

Тип: оптический рефлектор
Место: Чили, пустыня Атакама
Высота над уровнем моря: 2635 метров
Диаметр главного зеркала: 8,2 метра

Самой мощной оптической системой в мире считается «Очень большой телескоп» (Very Large Telescope, VLT), расположенный в Чили. Это система из четырех больших телескопов по 8,2 метра, и еще четырех малых по 1,8 метра.

Вся она может работать как единое целое, собирая свет в один приемник по подземным туннелям, что эквивалентно зеркалу диаметром в 16,4 метра, или же, как когерентный интерферометр с базой около 300 метров.

Но поскольку это дорого, чаще работает каждый большой телескоп в паре с малым, который движется относительно него по рельсам. На VLT было впервые получено четкое изображение экзопланеты.

Естественно, каждый из телескопов может работать и отдельно, получая фотографии звездного неба с экспозицией до часа, на которых видны объекты до 30-й звездной величины. Материально-техническое оснащение Паранальской обсерватории - самое продвинутое в мире.

Звездное небо над Very Large Telescope

Самое большое зеркало: Большой Канарский телескоп

Тип: оптический рефлектор
Место: Испания, Канарские острова
Высота над уровнем моря: 2396 метров
Диаметр главного зеркала: 10,4 метра

На острове Ла-Пальма находится Большой Канарский телескоп. Ему принадлежит, как считается, крупнейшее в мире зеркало диаметром 10,4 метра. Состоит оно из 36 шестиугольных элементов.

Телескоп способен наблюдать за звездами в оптическом и среднем инфракрасном диапазоне, обладает инструментами CanariCam и Osiris, которые позволяют GTC проводить спектрометрические, поляриметрические и коронографические исследования астрономических объектов.

Самый совершенный оптический прибор: Большой бинокулярный телескоп

Тип: оптический рефлектор
Место: США, Аризона
Высота над уровнем моря: 3300 метров
Диаметр главного зеркала: 8,4 метра

Самым совершенным оптическим прибором в мире считается Большой бинокулярный телескоп, построенный в Аризоне. Он имеет оптическую систему из двух зеркал диаметром по 8,4 метра. По светочувствительности это эквивалентно одному зеркалу диаметром 11,8 метра.

Центры зеркал отстоят друг от друга на 14,4 метра, что делает разрешающую способность телескопа эквивалентной 22-метровому. Первое зеркало было установлено в 2004 году, второе – в 2005-м, но в бинокулярном режиме телескоп заработал только в 2008 году.

Большой Южноафриканский телескоп: 91 зеркало

Тип: оптический рефлектор
Место: ЮАР
Высота над уровнем моря: 1798 метров
Размер главного зеркала: 11 на 9,8 метра

В Южно-Африканской Республике, близ города Сутерланд, стоит Большой Южноафриканский телескоп (SALT). Его главное зеркало размером 11 на 9,8 метра состоит из 91 шестиугольного зеркала диаметром в метр с регулируемым углом наклона. В этой обсерватории наблюдают за ближними и дальними галактиками и квазарами, а также следят за эволюцией звезд.

Главное зеркало SALT

Хобби-Эберли: специально для спектроскопии

Тип: оптический рефлектор
Место: США, Техас
Высота над уровнем моря: 2072 метра
Диаметр главного зеркала: 11 метров

Предназначенный для спектроскопии телескоп Хобби-Эберли в обсерватории Мак-Дональда имеет 11-метровое сегментированное зеркало. Оно постоянно наклонено под углом 35° к зениту и установлено на конструкции, которая может вращаться по азимуту для наведения в любом направлении. Телескоп отслеживает цели при помощи подвижного вторичного зеркала. Во время наблюдений работает область главного зеркала диаметром 9,2 метра.

«Субару»: рекордное качество изображения

Тип: оптический рефлектор
Место: Гавайские острова, гора Мауна-Кеа
Высота над уровнем моря: 4139 метров
Диаметр главного зеркала: 8,3 метра

На уже знакомой нам горе Мауна-Кеа находится японский телескоп Субару. Он имеет монолитное тонкое зеркало диаметром 8,3 метра и новейшую активную систему управления. На нем достигается рекордное качество изображения для наземных телескопов.

«Кеки-близнецы»: двое от богатого дядюшки...

Тип: оптический рефлектор
Место: Гавайские острова, гора Мауна-Кеа
Высота над уровнем моря: 4145 метров:
Диаметр главного зеркала: 10 метров

И там же расположены два американских телескопа, названные по имени богатого мецената Уильяма Кека, финансировавшего их строительство. «Кек-1» и «Кек-2» объединены в одну систему (астрономический интерферометр). Оба имеют диаметр главного зеркала 10 метров и состоят из 36 шестиугольных подвижных элементов.

Обсерватория Кека с высоты птичьего полета

Оборудование обсерватории позволяет наблюдать небо не только в оптическом, но и в ближнем инфракрасном диапазоне. Являются на данный момент одним из самых эффективных наземных инструментов в поиске экзопланет.

... и близнецы-«Магелланы»

Тип: оптический рефлектор
Место: Чили
Высота над уровнем моря: 2400 метров
Диаметр главного зеркала: 6,5 метра

Близ чилийского города Ла Серена находится обсерватория «Лас Кампанас» с двумя телескопами-близнецами «Магеллан-1» и «Магеллан-2». Они имеют зеркала диаметром по 6,5 метра и работают как по отдельности, так и вместе в режиме интерферометра. Один из близнецов также носит имя немецкого астронома Вальтера Бааде, второй – американского мецената Лондона Клея.

Крупнейший радиотелескоп: ALMA

Тип: радиоинтерферометр
Место: Чили, пустыня Атакама
Высота над уровнем моря: 5058 метров

В пустыне Атакама возведено циклопическое сооружение ALMA (Atacama Large Millimeter Array). Это астрономический интерферометр из 66 радиотелескопов 12- и 7-метрового диаметра, построенный в 2008-13 гг. совместными усилиями США, Канады, Европы, Японии, Тайваня и чилийских хозяев. Стоимость его составила порядка 1,4 млрд долларов. Миллиметровые и субмиллиметровые радиоволны, излучаемые радиотелескопами, лучше всего распространяются в сухом высокогорном воздухе.

Аресибо: тарелка в четверть километра

Тип: радиотелескоп, рефлектор
Место: Пуэрто-Рико
Высота над уровнем моря: 497 метров

Совершенно уникальным сооружением является радиотелескоп Аресибо, сооруженный в Пуэрто-Рико еще в 1960-е гг.

Его гигантская тарелка диаметром более 250 метров помещена в естественную карстовую воронку, окруженную джунглями, и покрыта алюминием. Над ней подвешен подвижный облучатель антенны, поддерживаемый 18 тросами с трех высоких башен. Конструкция позволяет ловить электромагнитное излучение большого диапазона, с длиной волны от 3 см до 1 метра.

Астрономы Халл и Тейлор открыли с помощью Аресибо феномен пульсара в двойной звездной системе, за что получили Нобелевскую премию 1974 года. Вообще, открытий там было сделано множество, а также проводились киносъемки разного рода фантастики.

Ну, и у нас - Шаджатмаз не подведет

Тип: оптический рефлектор
Место: Россия, Кабардино-Балкария
Высота над уровнем моря: 2127 метров
Диаметр главного зеркала: 2,5 метра

Успехи России в деле сооружения столь дорогих сооружений пока относительно скромны. Тем не менее, в декабре 2014 года в Кабардино-Балкарии была введена в строй Кавказская горная обсерватория (КГО) МГУ. Ее телескоп имеет диаметр зеркала 2,5 метра, однако все оборудование современное. В прекрасных природных условиях горы Шаджатмаз оно позволяет проводить исследования мирового уровня. Обсерватория рассчитана прежде всего на студентов и аспирантов.

Что будет: зеркало аж 40 метров...

Развитие мировой астрономии идет в хорошем темпе, судя по многочисленным проектам в разной степени воплощения. Даже если гавайским язычникам удастся заблокировать проект ТМТ, скучно астрономам все равно не будет.

Самый грандиозный из запланированных – «Европейский очень большой телескоп» (E-ELT). Он уже начал строиться, но не в Европе, а в Чили, на пике горы Армазонес. Стоимость международного проекта составляет порядка 800 млн евро, ввести объект предполагается около 2020 года.

Его главное почти 40-метровое зеркало будет состоять из 798 подвижных элементов диаметром в 1,45 метра. Вместе с самой современной системой адаптивной оптики это даст возможность не только находить планеты, подобные Земле по размерам, но и с помощью спектрографа изучить состав их атмосферы.

Так будет выглядеть E-ELT

Ученые на E-ELT также займутся исследованием ранних стадий развития космоса, попробуют измерить точное ускорение расширения Вселенной и проверить физические константы на постоянство во времени. Также этот телескоп позволит глубже, чем когда-либо, погрузиться в процессы формирования планет и их первичный химический состав в поисках воды и органики.

...и изображение в 10 раз четче космического...

И там же, в Чили, в пустыне Атакама, строится еще один крупный телескоп, проект США и Австралии – GMT (или супер-Магеллан). Главное зеркало его будет состоять из одного центрального и шести симметрично окружающих его, чуть изогнутых сегментов, образуя единый рефлектор диаметром более 25 метров. На телескоп будет установлена новейшая адаптивная оптика, которая позволит максимально устранить искажения, создаваемые атмосферой при наблюдениях. Ученые рассчитывают получать изображения в 10 раз более четкие, чем снимки космического телескопа «Хаббл».

...еще радиотелескоп Австралия-ЮАР

Также усилиями ведущих астрономических держав к 2020 году планируется построить гигантский радиоинтерферометр SKA, мощность которого в 50 раз превзойдет крупнейшие радиотелескопы Земли. Его антенны будут стоять в Австралии и ЮАР, образуя линию общей протяженностью порядка трех тысяч километров.

По структуре SKA напоминает ALMA, но по габаритам будет значительно превосходить своего чилийского собрата. На данный момент есть две формулы: либо строить 30 радиотелескопов с антеннами в 200 метров, либо 150 с диаметром в 90 метров.

Леонид Смирнов