Космический телескоп имени Джеймса Уэбба предназначен для замены Хаббла. Предположительное время запуска - конец 2018 года. Главная задача для телескопа - обнаружение света первых звёзд и галактик, сформированных после Большого взрыва, изучение формирования и развития галактик, планетарных систем и происхождение жизни. В проекте участвует 17 стран, во главе которых стоит NASA. Изначально запуск намечался на 2007 год, но из-за неоднократного увеличения стоимости постройки запуск неоднократно откладывался.
Суд отозвал разрешение на строительство крупнейшего телескопа из-за религиозных активистов
Проект крупнейшего оптического инструмента на Земле, тридцатиметрового телескопа, который должен был развернуться на горе Мауна-Кеа, вернулся в самое начало своего нелёгкого пути. В четверг судья верховного суда штата Гавайи постановил, что организаторам проекта необходимо будет заново собирать все разрешения на его постройку.
Суд был инициирован группой религиозных граждан, жителей острова Гавайи, на котором и расположен вулкан Мауна-Кеа. Группа активистов Sacred Mauna Kea выступает против строительства, утверждая, что оно обернётся «осквернением» их священной горы. Истцы обвиняли гавайское бюро земельных ресурсов [Board of Land and Natural Resources, BLNR] в том, что оно выдало разрешение на строительство, не дав возможности выразить протест против него.
Гавайцы считают, что Мауна-Кеа – это символический пупок острова, соединённый с небесами, где находятся души их предков, и к нему нельзя применять человеческую деятельность и развёртывать на нём строительство. Несмотря на это, с 1964 года, когда на гору была проложена дорога, одиннадцать стран уже каким-то образом построили на горе тринадцать различных телескопов.
Уникальные свойства горы и её удобное расположение благоприятствуют установке на её вершине астрономического оборудования. К сожалению, даже в 21 веке религия и суеверия могут вполне успешно противостоять научно-техническому прогрессу.
Мауна-Кеа была выбрана в качестве места для строительства телескопа ещё в 2009 году. В 2011 году комитет получил все необходимые разрешения от BLNR, однако они были оспорены в суде. Лишь в 2013 году все споры были вроде бы разрешены. В 2014 году было торжественно объявлено о начале строительства. Однако, строители столкнулись с протестами местных религиозных активистов, доходивших даже до блокирования дороги, ведущей к строительной площадке. В декабре 2015 разрешение на строительство было отозвано, а на прошлой неделе это решение было подтверждено Верховным судом штата.
Телескоп Хаббла сделал самую большую фотографию Андромеды (1.5 млрд пикселей)
Если знать когда и куда смотреть, то галактику Андромеда можно увидеть на небе невооруженным глазом. И это самый отдаленный от нас в Космосе объект (2.5 млн световых лет), который можно увидеть без помощи оптических приборов.
Теперь рассмотреть галактику Андромеда в локальной группе Галактик можно в недоступном ранее разрешении благодаря новой фотографии сделанной телескопом Хаббла. Ее размер, в доступном на сайте Хаббла разрешении, составляет 4.3 ГБ, само разрешение – 69536 x 22230 пикселей, и для ее просмотра понадобилось бы 600 HD-телевизоров.
Изображение можно посмотреть на сайте Хаббла, где есть функция зума
Пустыня Атакама в Чили — райское место для астрономов. Уникальная чистота воздуха, благоприятные атмосферные условия в течение года и крайне низкий уровень светового загрязнения делают этот негостеприимный район идеальным местом для строительства гигантских телескопов. Например, телескоп E-ELT, под который уже готовят строительную площадку. Однако это не единственный масштабный проект подобного рода. С 2005 года ведутся работы по созданию ещё одного впечатляющего астрономического инструмента, Гигантского Магелланова Телескопа (GMT).
Так он будет выглядеть после окончания строительства в 2020 году:
В основе его оптической системы лежит отражающая поверхность из 7 огромных круглых зеркал. Каждое диаметром 8,4 м и массой20 тонн. Само по себе изготовление таких зеркал, да ещё и с требуемой точностью, представляет настоящий инженерный шедевр.
Как же создаются подобные изделия? Об этом далее.
На текущий момент изготовлено два зеркала, третье отлито и постепенно охлаждается, четвёртое запланировано к отливке на конец этого года (2014-й на момент написания статьи). Производственный процесс разработан специалистами Лабораторией зеркал обсерватории Стюарда Университета Аризоны (University of Arizona's Steward Observatory Mirror Lab).
Каждое зеркало составляется из большого количества шестиугольных сегментов, что позволило в 5 раз снизить массу изделия по сравнению цельнолитым зеркалом такого же размера. Заготовки из высококачественного боросиликатного стекла изготавливаются в Японии. Толщина сегментов не превышает 28 мм, что положительно влияет на условия эксплуатации — такое зеркало будет быстро принимать температуру окружающей среды, что предотвратит возникновение колебаний воздуха у поверхности и искажение изображения.
Подложки для сегментов зеркала.
Также облегчённость конструкции самих зеркал позволит собрать отражающую поверхность телескопа GMT диаметром 25 метров всего лишь из 7 основных и 7 вторичных зеркал. Это в разы упрощает настройку и управление телескопом.
После укладки стеклянных заготовок на подложки (1681 шт), сверху вся площадь будущего зеркала накрывается огромной вращающейся печью. Температура достигает 1178 градусов Цельсия, скорость вращения печи — 5 оборотов в минуту. В результате сегменты сплавляются и образуют единый стеклянный массив с параболической формой поверхности. Вращение печи за счёт центробежной силы как раз и позволяет грубо сформировать параболическую поверхность.
После этого начинается долгий процесс контролируемого равномерного охлаждения, в той же самой вращающейся печи. Он занимает три месяца, чтобы предотвратить появление трещин из-за слишком быстрого охлаждения. По окончании охлаждения, будущее зеркало аккуратно снимается с термостойкой подложки и переносится на полировочный стенд.
Далее начинается ещё более длительный и кропотливый процесс полировки зеркала. В отличие от зеркал сферических, кривизна поверхности которых постоянна, полировка гигантского параболического зеркала высочайшей точности представляет собой очень непростую задачу. В случае с зеркалами для GMT отклонение от сферической формы составило 14 мм.
Вообще, параболические линии и поверхности являются, так сказать, неестественными. Почти весь доступный и создаваемый инструментарий так или иначе связан с окружностями и сферами, поэтому учёным и технологам пришлось поломать голову над полировкой зеркала.
Один из основных инструментов представляет собой вращающийся диск диаметром около 1 м, с дозаторами полировальных веществ. Диск может перемещаться вдоль направляющей рельсы, в то время как само зеркало вращается вокруг оси на полировальном стенде.
Это алмазный шлифовальный инструмент для основной обработки поверхности, предназначенный для выравнивания большинства дефектов поверхности стекла и придания седловидной формы. Дело в том, что в ходе вращения жидкое стекло приняло форму симметричной параболы, что является наиболее близким приближением. И для получения седловидной параболической поверхности осуществляется управляемое компьютером шлифование, в ходе которого снимается 6-8 мм стекла. Точность обработки поверхности на данном этапе достигает 100 микрон.
Далее начинается полирование. После каждого цикла полировки с помощью интерферометра проводится измерение поверхности зеркала. Лазерным лучом сканируется вся площадь зеркала, а различные отклонения отражённого луча на выпуклостях и впадинах фиксируются и составляется карта дефектов. Разрешение интерферометра составляет около 5 нанометров.
На основании составленной карты дефектов компьютер управляет инструментами в ходе последующего цикла полировки, тратя больше времени или применяя большее давление при обработке конкретных участков. Для точечного исправления обнаруживаемых одиночных дефектов также использовались полировальные круги диаметром от 10 до 35 см с достаточно гибкими подошвами, повторяющими кривизну поверхности зеркала.
Для задач, которые будет выполнять телескоп, допускается наличие дефектов поверхности не более 25 нанометров. И добиться этого очень непросто. Полировка первого зеркала в итоге заняла около года.
