Б.М. Шустов, доктор фізико-математичних наук, Інститут астрономії РАН
Основний обсяг знань про Всесвіт людство почерпнуло використовуючи оптичні інструменти - Телескопи. Вже перший телескоп, винайдений Галілеєм в 1610 році, дозволив зробити великі астрономічні відкриття. Наступні сторіччя астрономічна техніка безперервно удосконалювалася і сучасний рівень оптичної астрономії визначається даними, отриманими за допомогою інструментів, у сотні разів перевищують за розмірами перші телескопи.
Тенденція створення все більш великих інструментів особливо чітко проявилася в останні десятиліття. Телескопи з дзеркалом діаметром 8 - 10 м стають звичайними в практиці спостережень. Проекти 30-м і навіть 100-м телескопів оцінюються як цілком здійснимі вже через 10 - 20 років.
Навіщо їх будують
Необхідність побудови таких телескопів визначають завдання, що вимагають граничної чутливості інструментів для реєстрації випромінювання від найслабших космічних об'єктів. До таких завдань відносяться:
походження Всесвіту;
механізми освіти і еволюції зірок, галактик і планетних систем;
фізичні властивості матерії в екстремальних астрофізичних умовах;
астрофізичні аспекти зародження та існування життя у Всесвіті.
Щоб отримати максимум інформації про астрономічному об'єкті, сучасний телескоп повинен мати велику поверхню збирає оптики і високу ефективність приймачів випромінювання. Крім того, перешкоди при спостереженнях повинні бути мінімальні.
В Нині ефективність приймачів в оптичному діапазоні, що розуміється як частка реєстрованих квантів від загального числа тих, хто прийшов на чутливу поверхню, наближається до теоретичної межі (100%), та подальші шляхи вдосконалення пов'язані із збільшенням формату приймачів, прискоренням обробки сигналу і т.д.
Перешкоди при спостереженнях - вельми серйозна проблема. Крім перешкод природного характеру (Наприклад, хмарність, пилові утворення в атмосфері) загрозу існуванню оптичної астрономії як спостережливої вЂ‹вЂ‹науки представляє наростаюча засвітка від населених пунктів, промислових центрів, комунікацій, техногенне забруднення атмосфери. Сучасні обсерваторії будують, природно, в місцях з сприятливим астроклімат. Таких місць на земній кулі дуже мало, не більше десятка. На жаль, на території Росії місць з дуже хорошим астроклімат немає.
Єдиним перспективним напрямком розвитку високоефективної астрономічної техніки залишається збільшення розмірів збирають поверхонь інструментів.
Найбільші телескопи: досвід створення і використання
В останнє десятиліття в світі реалізовані або знаходяться в процесі розробки і створення більш десятка проектів великих телескопів. Деякими проектами передбачено будівництво відразу декількох телескопів з дзеркалом розміром не менше 8 м. Вартість інструменту визначається в першу чергу розміром оптики. Сторіччя практичного досвіду в телескопобудування призвели до простого способу порівняльної оцінки вартості телескопа S з дзеркалом діаметром D (нагадаю, що всі інструменти з діаметром головного дзеркала більше 1 м - телескопи-рефлектори). Для телескопів із суцільним головним дзеркалом як правило S пропорційно D3. Аналізуючи таблицю, можна помітити, що це класичне співвідношення для найбільших інструментів порушується. Такі телескопи дешевше і для них S пропорційно Da, де a не перевищує 2.
Саме приголомшливе зниження вартості і дає можливість розглядати проекти надгігантських телескопів з діаметром дзеркала в десятки і навіть сотню метрів не як фантазії, а як цілком реальні в недалекому майбутньому проекти. Ми розповімо про декількох найбільш економічних проектах. Один з них, SALT, вводиться в дію в 2005 р., будівництво гігантських телескопів 30-метрового класу ELT та 100-метрового - OWL, ще не розпочато, але, можливо, вони з'являться через 10 - 20 років.
ТЕЛЕСКОП
Діаметр дзеркала,
м
Параметри головного дзеркала
Місце установки телескопа
Учасники проекту
Вартість проекту, млн. $ USD
Перший світло
KECKI
KECK II
10
10
параболічне
многосегмент-ное активне
Mauna Kea, Гаваї, США
США
94
78
1994
1996
VLT
(чотири телескопа)
4х8.2
тонке
активне
Paranal, Чилі
ESO, кооперація дев'яти країн Європи
200
1998
GEMINI North
GEMINI South
8
8
тонке
активне
Mauna Kea, Гаваї, США
Cerro Pachon, Чилі
США (25%), Англія (25%), Канада (15%), Чилі (5%), Аргентина (2,5%), Бразилія (2,5%)
176
1998
2000
SUBARU
8.2
тонке
активне
Mauna Kea, Гаваї, США
Японія
100
1998
LBT (бінокулярний)
2х8.4
стільникове
товсте
Mt. Graham, Арізона, США
США, Італія
75
2001
HET (Hobby & Eberly)
11 (реально 9.5)
сферичне
багато-сегментні
Mt. Fowlkes, Texac, США
США, Німеччина
13.5
1998
MMT
6.5
стільникове
товсте
Mt. Hopkins, Арізона, США
США
1998
MAGELLAN
два телескопи
2х6.5
стільникове
товсте
Las Cаmpanas, Чилі
США
1999
БТА САО РАН
6.0
товсте
Гора Пастухова, Карачаєво-Черкесія
Росія
1976
GTC
10
аналог KECK II
La Palma, Канарські острови, Іспанія
Іспанія 51%
112
2002
SALT
11
аналог НІ
Sutherland, Південна Африка
Південно-Африканська Республіка
10
2005?
ELT
35 (реально 28)
аналог НІ
США
150-200 аванпроект
2012?
OWL
100
сферичне
многосег-
ментную
Німеччина, Швеція, Данія та ін
Близько 1000 аванпроект
2020?
Великий Південно-Африканський Телескоп SALT
В 1970-х рр.. головні обсерваторії ПАР були об'єднані в Південно-Африканську Астрономічна обсерваторія. Штаб-квартира знаходиться в м. Кейптауні. Основні інструменти - чотири телескопа (1.9-м, 1.0-м, 0.75-м і 0.5-м) - розташовані в 370 км від міста в глибині країни, на пагорбі, що підноситься на сухому плато Кару (Karoo).
В 1948 р. в ПАР побудували 1,9-м телескоп, це був найбільший інструмент в Південній півкулі. У 90-х рр.. минулого століття наукові кола і уряд ПАР вирішили, що південно-африканська астрономія не може залишатися конкурентоспроможною в XXI столітті без сучасного великого телескопа. Спочатку розглядався проект 4-м телескопа, подібного ESO NTT (New Technology Telescope - Телескоп Нової Технології) або більш сучасному, WIYN, - на обсерваторії Кітт-Пік. Однак, врешті-решт обрана концепція великого телескопа - аналога встановленого на обсерваторії Мак-Дональд (США) телескопа Хобі-Еберлі (Hobby-Eberly Telescope - HET). Проект отримав назву - Великий Південно-Африканський Телескоп...
