10 Найбільших телескопів

Далеко від вогнів і шуму цивілізації, на вершинах гір і в безлюдних пустелях живуть титани, чиї багатометрові очі завжди звернені до зірок. Naked Science підібрав 10 найбільших наземних телескопів: одні споглядають космос вже багато років, іншим лише належить побачити «перший світ».

10. Large Synoptic Survey Telescope

Діаметр головного дзеркала: 8,4 метра
Місцезнаходження: Чилі, пік гори Сіро-Пачон, 2682 метра над рівнем моря
Тип: рефлектор, оптичний

Хоча LSST буде розташовуватися в Чилі, це проект США і його будівництво цілком фінансують американці, в тому числі Білл Гейтс (особисто вклав 10 мільйонів доларів з необхідних 400).

Призначення телескопа - фотографування всього доступного нічного неба раз в кілька ночей, для цього апарат оснащений 3,2 гігапіксельні фотокамерою. LSST виділяється дуже широким кутом огляду в 3,5 градуса (для порівняння - Місяць і Сонце, як їх видно з Землі, займають всього 0,5 градуса). Подібні можливості пояснюються не тільки вселяє діаметром головного дзеркала, а й унікальністю конструкції: замість двох стандартних дзеркал LSST використовує три.

Серед наукових цілей проекту заявлені пошук проявів темної матерії і темної енергії, картографування Чумацького шляху, детектування короткочасних подій на кшталт вибухів нових або найновіших, а також реєстрація малих об`єктів Сонячної системи на кшталт астероїдів і комет, зокрема, поблизу Землі і в Поясі Койпера.

Очікується, що LSST побачить «перший світ» (поширений на Заході термін, означає момент, коли телескоп вперше використовується за прямим призначенням) в 2020 році. На даний момент йде будівництво, вихід апарату на повне функціонування запланований на 2022 рік.

Відео: 10 Самих ВЕЛИКИХ космічних кораблів в кіно

Large Synoptic Survey Telescope, концепт / © LSST Corporation

9. South African Large Telescope

Діаметр головного дзеркала: 11 x 9,8 метрів
Місцезнаходження: ПАР, вершина пагорба недалеко від поселення Сутерланд, 1798 метрів над рівнем моря
Тип: рефлектор, оптичний

Найбільший оптичний телескоп південної півкулі розташовується в ПАР, в напівпустельною місцевості недалеко від міста Сутерланд. Третина з 36 мільйонів доларів, необхідних для конструювання телескопа, вклало уряд ЮАР- решта поділена між Польщею, Німеччиною, Великобританією, США та Новою Зеландією.

Свій перший знімок SALT зробив в 2005 році, трохи після закінчення будівництва. Його конструкція досить нестандартна для оптичних телескопів, однак широко поширена серед покоління новітніх «дуже великих телескопів»: головне дзеркало не єдине і складається з 91 шестикутного дзеркала діаметром в 1 метр, кут нахилу кожного з яких може регулюватися для досягнення певної видимості.

Призначений для проведення візуального та спектрометричного аналізу випромінювання астрономічних об`єктів, недоступних телескопів північної півкулі. Співробітники SALT займаються спостереженнями квазарів, близьких і далеких галактик, а також стежать за еволюцією зірок.

Аналогічний телескоп є в Штатах, він називається Hobby-Eberly Telescope і розташований в Техасі, в містечку Форт Девіс. І діаметр дзеркала, і його технологія майже повністю збігаються з SALT.

South African Large Telescope / © Franklin Projects

8. Keck I і Keck II

Діаметр головного дзеркала: 10 метрів (обидва)
Місцезнаходження: США, Гаваї, гора Мауна Кеа, 4145 метрів над рівнем моря
Тип: рефлектор, оптичний

Обидва цих американських телескопа з`єднані в одну систему (астрономічний інтерферометр) і можуть працювати разом, створюючи єдине зображення. Унікальне розташування телескопів в одному з кращих місць на Землі з точки зору астроклімату (ступінь втручання атмосфери в якість астрономічних спостережень) перетворило Keck в одну з найефективніших обсерваторій в історії.

Головні дзеркала Keck I і Keck II ідентичні між собою і подібні за своєю структурою телескопу SALT: вони складаються з 36 шестикутних рухомих елементів. Устаткування обсерваторії дозволяє спостерігати небо не тільки в оптичному, а й в ближньому інфрачервоному діапазоні.

Крім основної частини найширшого спектра досліджень, Keck є на даний момент одним з найбільш ефективних наземних інструментів в пошуку екзопланет.

Keck на заході / © SiOwl

7. Gran Telescopio Canarias

Діаметр головного дзеркала: 10,4 метрів
Місцезнаходження: Іспанія, Канарські острови, острів Ла Пальма, 2 267 м над рівнем моря

Тип: рефлектор, оптичний

Будівництво GTC закінчилося в 2009 році, тоді ж обсерваторія і була офіційно відкрита. На церемонію приїхав навіть король Іспанії Хуан Карлос I. Всього на проект було витрачено 130 мільйонів євро: 90% профінансувала Іспанія, а решта 10% порівну поділили Мексика і Університет Флориди.

Телескоп здатний спостерігати за зірками в оптичному і середньому інфрачервоному діапазоні, має інструментами CanariCam і Osiris, які дозволяють GTC проводити спектрометрические, поляриметричні і коронографіческіе дослідження астрономічних об`єктів.

Gran Telescopio Camarias / © Pachango

6. Arecibo Observatory

Діаметр головного дзеркала: 304,8 метрів
Місцезнаходження: Пуерто-Ріко, Аресібо, 497 метрів над рівнем моря
Тип: рефлектор, радіотелескоп

Один з найбільш відомих телескопів у світі, радіотелескоп в Аресібо не раз потрапляв в об`єктиви кінокамер: наприклад, обсерваторія фігурувала в якості місця фінальної конфронтації між Джеймсом Бондом і його антагоністом у фільмі «Золоте Око», а також в науково-фантастичної екранізації роману Карла Сагана «Контакт».

Цей радіотелескоп потрапив навіть у відеоігри - зокрема, в одній з карт мережного режиму Battlefield 4, яка називається Rogue Transmission, військове зіткнення між двома сторонами відбувається якраз навколо конструкції, повністю скопійований з Аресібо.

Виглядає Аресібо дійсно незвично: гігантська тарілка телескопа діаметром майже в третину кілометра поміщена в природну карстову воронку, оточену джунглями, і покрита алюмінієм. Над нею підвішений рухливий опромінювач антени, підтримуваний 18 тросами з трьох високих веж по краях тарілки-рефлектора. Гігантська конструкція дозволяє Аресібо ловити електромагнітне випромінювання щодо великого діапазону - з довжиною хвилі від від 3 см до 1 м.

Введений в дію ще в 60-х роках, цей радіотелескоп використовувався в незліченних дослідженнях і встиг допомогти зробити ряд значних відкриттів (на кшталт першого виявленого телескопом астероїда 4769 Castalia). Одного разу Аресібо навіть забезпечив вчених Нобелівською премією: в 1974 році були нагороджені Халс і Тейлор за перше в історії виявлення пульсара в подвійній зоряній системі (PSR B1913 + 16).

В кінці 1990-х років обсерваторія також стала використовуватися в якості одного з інструментів американського проекту з пошуку позаземного життя SETI.

Arecibo Observatory / © Wikimedia Commons

5. Atacama Large Millimeter Array

Діаметр головного дзеркала: 12 і 7 метрів

Місцезнаходження: Чилі, пустеля Атакама, 5058 метрів над рівнем моря
Тип: радіоінтерферометр

На даний момент цей астрономічний інтерферометр з 66 радіотелескопів 12-й і 7-метрового діаметру є найдорожчим чинним наземним телескопом. США, Японія, Тайвань, Канада, Європа і, звичайно, Чилі витратили на нього близько 1,4 мільярда доларів.

Оскільки призначенням ALMA є вивчення міліметрових і субміліметрових хвиль, найбільш сприятливим для такого апарату є сухий і високогірний клімат цим пояснюється розташування всіх шести з половиною десятків телескопів на пустельному чилійському плато в 5 км над рівнем моря.

Телескопи доставлялися поступово: перша радіоантена почала функціонувати в 2008 році, а остання - в березні 2013 року, коли ALMA і був офіційно запущений на повну заплановану потужність.

Головною науковою метою гігантського інтерферометра є вивчення еволюції космосу на самих ранніх стадіях розвитку всесвіті- зокрема, народження і подальшої динаміки перших зірок.

Радіотелескопи системи ALMA / © ESO / C.Malin

4. Giant Magellan Telescope

Діаметр головного дзеркала: 25,4 метрів
Місцезнаходження: Чилі, обсерваторія Лас-Кампанас, 2516 метрів над рівнем моря
Тип: рефлектор, оптичний

Далеко на північний захід від ALMA в тій же пустелі Атакама будується ще один великий телескоп, проект США і Австралії - GMT. Головне дзеркало буде складатися з одного центрального і шести симетрично оточують його і трохи зігнутих сегментів, утворюючи єдиний рефлектор діаметром більш ніж в 25 метрів. Крім величезного рефлектора, на телескоп буде встановлена новітня адаптивна оптика, яка дозволить максимально усунути спотворення, створювані атмосферою при спостереженнях.

Вчені розраховують, що ці фактори дозволять GMT отримувати зображення в 10 разів чіткіші, ніж знімки Hubble, і ймовірно навіть більш досконалі, ніж у його довгоочікуваного спадкоємця - космічного телескопа James Webb.

Серед наукових цілей GMT значиться дуже широкий спектр досліджень - пошук і знімки екзопланет, дослідження планетарної, зоряної і галактичної еволюції, вивчення чорних дір, проявів темної енергії, а також спостереження самого першого покоління галактик. Робочий діапазон телескопа в зв`язку з заявленими цілями - оптичний, ближній і середній інфрачервоний.

Закінчити всі роботи передбачається до 2020 року, проте заявлено, що GMT може побачити «перший світ» вже з 4 дзеркалами, як тільки вони опиняться введені в конструкцію. В даний момент йде робота по створенню вже четвертого дзеркала.

Концепт Giant Magellan Telescope / © GMTO Corporation

3. Thirty Meter Telescope

Відео: # етоінтересно | Випуск 156: Найбільші телескопи. Частина 2

Діаметр головного дзеркала: 30 метрів
Місцезнаходження: США, Гаваї, гора Мауна Кеа, 4050 метрів над рівнем моря
Тип: рефлектор, оптичний

За своїми цілями і характеристиками TMT схожий на GMT і гавайські телескопи Keck. Саме на успіх Keck і заснований більший TMT з тієї ж технологією розділеного на безліч шестикутних елементів головного дзеркала (тільки в цей раз його діаметр в три рази більше), а заявлені дослідні цілі проекту майже повністю збігаються із завданнями GMT, аж до фотографування найраніших галактик мало не на краю Всесвіту.

ЗМІ називають різну вартість проекту, вона варіюється від 900 мільйонів до 1,3 мільярда доларів. Відомо, що бажання брати участь в TMT висловили Індія та Китай, які згодні взяти на себе частину фінансових зобов`язань.

В даний момент вибрано місце для будівництва, проте до цих пір ведеться протидія деяких сил в адміністрації Гаваїв. Гора Мауна Кеа є священним місцем для корінних гавайців, і багато серед них категорично проти будівництва сверхкрупного телескопа.

Передбачається, що всі адміністративні проблеми вже дуже скоро будуть вирішені, а повністю завершити будівництво планується приблизно до 2022 року.

2. Square Kilometer Array

Діаметр головного дзеркала: 200 або 90 метрів
Місцезнаходження: Австралія та Південна Африка
Тип: радіоінтерферометр

Якщо цей интерферометр буде побудований, то він стане в 50 разів потужнішим астрономічним інструментом, ніж найбільші радіотелескопи Землі. Справа в тому, що своїми антенами SKA повинен покрити площу приблизно в 1 квадратний кілометр, що забезпечить йому безпрецедентну чутливість.

За структурою SKA дуже нагадує проект ALMA, правда, за габаритами буде значно перевершувати свого чилійського побратима. На даний момент є дві формули: або будувати 30 радіотелескопів з антенами в 200 метрів, або 150 з діаметром в 90 метрів. Так чи інакше, протяжність, на якій будуть розміщені телескопи, становитиме, згідно з планами вчених, 3000 км.

Щоб вибрати країну, де буде будуватися телескоп, був проведений свого роду конкурс. У «фінал» вийшли Австралія і ПАР, і в 2012 році спеціальна комісія оголосила своє рішення: антени будуть розподілені між Африкою та Австралією в загальну систему, тобто SKA буде розміщений на території обох країн.

Заявлена вартість мегапроекту - 2 мільярди доларів. Сума розділена між різними країнами: Великобританією, Німеччиною, Китаєм, Австралією, Новою Зеландією, Нідерландами, ПАР, Італією, Канадою і навіть Швецією. Передбачається, що будівництво буде повністю завершено до 2020 року.

1. European Extremely Large Telescope

Діаметр головного дзеркала: 39.3 метра
Місцезнаходження: Чилі, вершина гори Серро Армазонес, 3060 метрів
Тип: рефлектор, оптичний

Автори проекту Thirty Meter Telescope заявляють, що їх астрономічний інструмент буде найбільшим оптичним телескопом в світі.

На пару років - можливо. Однак до 2025 року на повну потужність вийде телескоп, який перевершить TMT на цілий десяток метрів і який, на відміну від гавайського проекту, вже знаходиться на стадії будівництва. Йдеться про безспірне лідера серед нового покоління великих телескопів, а саме про Європейський дуже великому телескопі, або E-ELT.

Його головне майже 40-метрове дзеркало буде складатися з 798 рухомих елементів діаметром в 1,45 метра. Це разом з найсучаснішою системою адаптивної оптики дозволить зробити телескоп настільки потужним, що він, на думку вчених, зможе не тільки знаходити планети, подібні до Землі за розмірами, але і зможе за допомогою спектрографа вивчити склад їх атмосфери, що відкриває абсолютно нові перспективи у вивченні планет поза сонячною системою.

Крім пошуку екзопланет, E-ELT займеться дослідженням ранніх стадій розвитку космосу, спробує виміряти точний прискорення розширення Всесвіту, перевірить фізичні константи на, власне, сталість у час- також цей телескоп дозволить вченим глибше ніж будь-коли зануритися в процеси формування планет і їх первинний хімічний склад в пошуках води і органіки - тобто, E-ELT допоможе відповісти на цілий ряд фундаментальних питань науки, включаючи ті, що зачіпають виникнення життя.

Заявлена представниками Європейської південної обсерваторії (авторами проекту) вартість телескопа - 1 мільярд євро.