НЛО, Космос, Уфология

Телескопы: в космосе, стратосфере и на Земле

Но мы очень любопытны и хотим знать, что же нас окружает. Нам повезло – Вселенная не безмолвна. Все происходящие в космосе процессы сопровождаются явлениями, последствия которых в различном виде, а прежде всего в виде электромагнитных волн, доходят до нас.


Улавливая их, мы познаем суть происходящих во Вселенной событий, узнаем новое о мирах, в которые никогда не сможем попасть. И помогают нам в этом инструменты, которые называются просто – телескопы. 

О некоторых из них, показавшихся нам интересными, и о тех, что вы, может быть, не знаете, мы сегодня и расскажем. А на их примере покажем, чем телескопы разных типов отличаются друг от друга. Также вы узнаете о том, какие цели ставят перед ними ученые.

Телескопы видимого диапазона

С древних времен люди наблюдают небо. Еще до появления телескопов были составлены первые звездные карты, все неподвижные звезды были объединены в созвездия, а те, что меняли свое положение относительно других звезд, были отмечены как «блуждающие», – так древние астрономы открыли для себя планеты.

Первой планетой, обнаруженной с помощью телескопа, стал Уран. Его открыл английский астроном Уильям Гершель в 1781 году. Хотя порой планета различима и невооруженным глазом, более ранние наблюдатели принимали ее за тусклую звезду. Но Гершель не был первым, направившим телескоп в небо. Впервые использовал телескоп для наблюдения космических объектов итальянский астроном Галилео Галилей в начале XVII века. Открытие четырех спутников Юпитера в 1610 году стало одним из важнейших событий того времени.

С тех пор астрономия стала другой. Млечный Путь распался на отдельные звезды. На небе обнаружилось громадное количество новых звезд. На Луне – горы и кратеры, а на Солнце – пятна. И все это благодаря оптическому телескопу, или телескопу оптического диапазона. Но если еще точнее, то телескопу видимого диапазона, так как большую часть истории астрономии этими устройствами наблюдали только видимый свет. Обнаружение волн инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов тогда еще было недоступно.

В таких телескопах увеличенное изображение небесного тела наблюдается глазом, нашим естественным детектором электромагнитных волн, или фотографируется. Мы и сейчас повсеместно используем оптические телескопы.

Одним из самых больших телескопов на планете считается Very Large Telescope. Его название так и переводится – «Очень большой телескоп». И в самом деле, это даже не один телескоп, а целый комплекс из четырех основных и такого же количества вспомогательных. Расположены эти телескопы в Паранальской обсерватории – одной из самых известных в мире астрономических обсерваторий. Построена она была в самом конце прошлого века и управляется Европейской южной обсерваторией (ESO). Несмотря на то, что обсерватория европейская, находится она в Южной Америке – в Чили. Здесь, на вершине горы Серро-Параналь, в пустыне Атакама, отличные условия для наблюдения неба, высокий показатель прозрачности атмосферы и большое количество ясных дней.

Very Large Telescope

Помимо «семейства» VLT здесь есть еще и обзорные телескопы VISTA и VLT Survey Telescope. А рядом, на горе Армасонес, в 2017 году начато строительство Европейского чрезвычайно большого телескопа (European Extremely Large Telescope, EELT). Диаметр его сегментированного зеркала составит 39,3 метра.

Первый из четырех основных телескопов VLT ввели в эксплуатацию в 1998 году, и он стал крупнейшим в мире по диаметру монолитного зеркала, опередив российский телескоп БТА (Большой телескоп азимутальный), расположенный в поселке Нижний Архыз. Диаметр зеркала самого большого отечественного телескопа и крупнейшего в Евразии – 6 м.

Оставшиеся три телескопа были достроены к 2000 году. Все они имеют одинаковые зеркала диаметром 8,2 метра. В январе 2012 года их впервые удалось объединить в режим интерферометра – так называемый VLTI. Это позволило получить телескоп, эквивалентный по площади телескопу с одиночным зеркалом диаметром 16,4 м.

Еще четыре вспомогательных телескопа имеют диаметры зеркал 1,8 метра. Они могут перемещаться по рельсам вокруг основных телескопов и предназначены для интерферометрических наблюдений. VLT позволяет вести наблюдения в широком спектре электромагнитных волн: как в видимом диапазоне и ближнем ультрафиолетовом, так и в ближнем и среднем инфракрасных. По некоторым показателям Very Large Telescope даже превосходит «Хаббл» – пожалуй, один из самых прославленных телескопов современности.

Телескоп «Хаббл» – совместный американо-европейский проект. Это первая из четырех Больших космических обсерваторий NASA, каждая из которых предназначена для изучения космоса в своей области электромагнитного спектра. «Хаббл» «видит» небо в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном спектрах.

Телескоп «Хаббл»

Запущен он был на низкую околоземную орбиту (569 км) в 1990 году челноком «Дискавери». За 27 лет эксплуатации астронавты NASA пять раз посещали обсерваторию для обслуживания. Собственно, на орбиту «Хаббл» уже прибыл с дефектом главного зеркала. Только во время первой миссии обслуживания, в 1993 году, чтобы исправить недостаток зеркала, на телескоп установили систему коррекции сферической аберрации COSTAR. Ради этого пришлось пожертвовать установленным ранее высокоскоростным фотометром. Диаметр основного зеркала «Хаббла» – 2,4 м, фокусное расстояние телескопа – 57,6 м. Сам телескоп представляет собой рефлектор системы Ричи–Кретьена.

Наша страна пока не строит гигантские телескопы и не выводит обсерватории оптического диапазона в космос. Россия сегодня идет несколько другим путем. МГУ имени М. В. Ломоносова с начала 2002 года развивает глобальную сеть роботизированных телескопов МАСТЕР (Мобильная астрономическая система телескопов-роботов). Уже восемь телескопов этой сети работают в России, Аргентине, Южной Африке и Испании (на Канарских островах). В их задачи входит непрерывный обзор неба в автоматическом режиме. Они выявляют новые объекты, многие из которых затем более детально наблюдают в других астрономических обсерваториях мира.

Каждая обсерватория оснащена мощными серверами для обработки данных и имеет специальное программное обеспечение. Все действия, от открытия купола, которое происходит по датчикам облачности, и до обработки полученной информации, проходят в автоматическом режиме. Роботы сами определяют направление обзора неба. Информация по Сети передается в центр данных МГУ. 

Глобальная сеть космического мониторинга МАСТЕР МГУ

Глобальная сеть космического мониторинга МАСТЕР МГУ

Телескопы снабжены сверхбыстрыми устройствами наведения и подключены к системе алертных предупреждений. Они могут за несколько десятков секунд повернуться в заданную точку неба после получения целеуказания (алерта).

Разбросанная по разным континентам сеть состоит из небольших двойных телескопов-роботов системы Гамильтона с диаметром зеркала 0,4 метра, фокусным расстоянием 1 метр и полем зрения 4 квадратных градуса. Глобальная сеть МАСТЕР является лидером по ранним наблюдениям оптического излучения гамма-всплесков. Среди ее открытий – потенциально-опасные астероиды, кометы и сверхновые различных типов. 

Инфракрасный диапазон

Прошло уже более двухсот лет с того момента, как английский астроном Уильям Гершель в 1800 году открыл невидимое глазу излучение, названное им калорифическим, то есть тепловым (позднее его переименовали в инфракрасное). Разложив солнечный свет на спектр, Гершель обнаружил, что меньше всего в радуге нагрелась зона, освещенная фиолетовым светом, а больше всего – красным. Но темная зона вблизи красного участка нагрелась еще больше. 

Телескопы: в космосе, стратосфере и на Земле

Однако по-настоящему инфракрасная астрономия начала развиваться с 50-х годов прошлого века, когда после первых успехов, сделанных в радиоастрономии, ученые поняли, что за пределами видимого диапазона волн находится большой объем информации. 

Но наблюдения с Земли в инфракрасном диапазоне имеют ряд сложностей. Атмосфера планеты не способствует качественному приему инфракрасного излучения. Азот и кислород его рассеивают, а углекислый газ, озон и в первую очередь пары воды его поглощают. Поэтому инфракрасные обсерватории располагают в высокогорных районах, либо поднимают в стратосферу и на орбиту. 
Самый мощный инфракрасный обзорный телескоп в мире, расположенный на высоте 2518 м над уровнем моря, находится в чилийской пустыне Атакама в уже известной нам Паранальской обсерватории. Это телескоп VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy). Работает он в ближней инфракрасной области спектра. 

Vista InfraRed CAMera

Его главное зеркало имеет диаметр 4,1 метра. И изготовлено оно в России, в Московской области, на Лыткаринском заводе оптического стекла. Для его полировки потребовалось 2 года. Фокусное расстояние телескопа – 12,1 м, угловое разрешение – 0,34 секунды дуги. 

Телескоп имеет только один инструмент-детектор – VIRCAM (Vista InfraRed CAMera), трехтонную камеру, содержащую 16 специальных детекторов, чувствительных к инфракрасному свету, с общим разрешением в 67 миллионов пикселей. Этот телескоп, так же как и VLT, управляется Европейской южной обсерваторией. Ее головной офис находится вдали от телескопов, в небольшом немецком научном городке Гархинг в 16 километрах к северу от Мюнхена. 

Телескоп принят в эксплуатацию в декабре 2009 года. Его предназначение – систематическое картографирование южного полушария неба. Каждую ночь VISTA генерирует 300 гигабайт информации. Основная его задача – поиск интересных объектов для их дальнейшего, уже более детального, изучения с помощью других телескопов. Например, с помощью расположенного рядом VLT. 

Находящийся в атмосфере водяной пар поглощает бóльшую часть инфракрасных волн на их пути к поверхности Земли. Чтобы увидеть небо не только в ближнем ИК-диапазоне, нужно подняться выше. В 50–70-е годы прошлого века в США для таких наблюдений использовали размещенные на воздушных шарах и управляемые по радио телескопы «Стратоскоп-1» и «Стратоскоп-2». Поднимаясь на высоту до 24 километров, они позволяли изучать инфракрасный спектр планет и звезд. Сейчас такие телескопы размещают на самолетах. 

Американская стратосферная обсерватория SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) размещена на борту широкофюзеляжного самолета Boeing 747SP. Полеты проходят на высотах 12−14 км. Здесь доступно уже около 85% всего инфракрасного спектра. Это позволяет приблизить качество получаемой «картинки» к уровню космических обсерваторий. Телескоп-рефлектор расположен в задней части фюзеляжа самолета. Его основное зеркало имеет эффективный диаметр 2,5 метра. В распоряжении ученых – семь научных инструментов, в список которых входят камеры, спектрометры и фотометры, работающие в ближнем, среднем и дальнем инфракрасных диапазонах. Одни из них предназначены для наблюдения конкретных явлений, другие – для широкого спектра задач. Проект представляет собой партнерство NASA и Германского аэрокосмического центра (DLR). Воздушная обсерватория базируется в Исследовательском центре Армстронга в Палмдейле, Калифорния (США). Первый свет телескоп SOFIA увидел 26 мая 2010 года. 

Американская стратосферная обсерватория SOFIA

Американская стратосферная обсерватория SOFIA
 
Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s

%d такие блоггеры, как: