Проект супер-телескопа OWL

В последнее десятилетие ярко проявилась тенденция создания все более крупных и сверхбольших телескопов (ELT), включая супертелескоп OWL (см. табл.1.1). Проекты телескопов 15 ¸ 50 метров и даже 100 метров достаточно реальны в ближайшие 10-20 лет, учитывая появление новых материалов и технологий в телескопостроении (сегментированные зеркала, активная и адаптивная оптика), высокоэффективных приемников с цифровой регистрацией, новых информационных технологий, средств хранения, передачи и обработки огромных обьемов данных (уровня сотен Терабайт и более - до Петабайт).

Телескоп E-ELT создается по новой концепции сверхбольшого наземного наземного телескопа. С началом планируемого запуска в 2018 году, E-ELT будет самым большим в мире телескопом, предназначенным для решения универсальных задач: поиск и исследование экзопланет, фундаментальная физика (исследование изменений фундаментальных констант на космической шкале времени), ранние обьекты Вселенной и эволюция галактик, черные дыры (от масс порядка Солнца до сверх-масс дыр), природа и распределение темной материи и темной энергии, которые доминируют во Вселенной. Возможности сверхбольшого телескопа E-ELT обещают новые и непредсказуемые открытия при исследовании Вселенной.

Техническая концепция основана на схеме из 5 зеркал, что приводит к исключительно высокому качеству изображения. Главное зеркало диаметром 42 метра состоит из 984 гексогональных сегментов, каждый диаметром 1,4 метра, 50 мм толщиной. Вторичное зеркало имеет 6 метров в диаметре. Адаптивная оптика телескопа для компенсации нечеткости звездных изображений из-за атмосферной турбулентности включает 2 зеркала, одно из них поддерживается более чем 5000 активаторами, которые могут корректировать его форму тысячу раз в секунду (1килогерц). Телескоп будет иметь несколько научных приборов. Можно будет переходить от одного прибора к другому в течение нескольких минут. Телескоп и купол также может изменять свое положение на небесной сфере за очень короткое время для начала наблюдений новых обьектов. Вес подвижной части телескопа - 5500т.

Технические данные E-ELT: Оптическая схема Несмита имеет полноповоротное первичное зеркало диаметром 42м, толщиной 50мм; вторичное зеркало диаметром 6м; поле зрения в первичном фокусе размером 10' в диаметре;размер пикселя в Несмит фокусе (F/17.7), 1" на небе соответствует 3.6 mm в фокальной плоскости; телескоп работает в оптическом и ближнем красном диапазоне длин волн (optical to mid-infrared telescope) - blue atmospheric cut-off (0.300nm–0.3мкм) to mid-infrared (24microns-24мкм); возможность наблюдать в широком диапазоне длин волн от оптических до середины инфракрасного позволит использовать размеры телескопа в полном объеме. Инструментарий: 9 приборов (станций) для определенных положений телескопа: два из которых в уравновешенных весовых точках, и один в фокусе кудэ (Instrumentation:9 stations for fixed instruments (of which two are "gravity invariant", and one is a Coudé focus)

Рис.1.11 Общий вид телескопа E-ELT

Рис.1.12 Оптическая схема телескопа E-ELT

Уникальнейший проект 21-го века - создание 100-метрового телескопа OWL (Обсерватория мирового уровня). Проект разрабатывается с 2002 года крупнейшей в мире Южно-европейской обсерваторией, обьединяющей астрономов из 16 европейских стран. В основу проекта положен опыт создания 8 и 10 метровых телескопов VLTI, KECK, SUBARU и др. Супер-телескоп OWL планируется установить на альт-азимутальной установке. Его оптика должна включать составное сферическое главное зеркало и плоское вторичное зеркало (рис.1.13)

Проектные данные оптики OWL:

· Главное зеркало (1) имеет диаметр 100 метров (f/1.42); зеркало сферическое и состоит из 1500 восьмигранных сегментов (стеклокерамика), диаметром 2.3м;

· Вторичное зеркало (2) имеет диаметр 34 метра, зеркало сегментированное (сотовое, мозаика) и плоское;

· 4-х элементный активный корректор (3), (f/8), включает 2 активных зеркала (4,5) диаметром 8.2м, фокусирующее зеркало (6) диаметром 4.2м. и плоское зеркало (7) диаметром 2.35м.; имеется адаптивная оптика.

Технические характеристики:

· Размер поля (FOV) регистрирующего устройства (8): 3¢ (V) до 10¢ (IR), диапазон l: 0.32-12 mkm.

· Расчетная величина углового разрешения 0.²001.

· Ожидаемая предельная М_пред равна 38^m , при экспозиции до 10 часов.

· Вес телескопа 14200т, используются гидравлические опоры.

В нерабочем положении телескоп закрыт полусферическим ангаром, который в рабочем положении откатывается в сторону, полностью открывая телескоп при наблюдениях (рис.1.14). Будут проведены соответствующие исследования для устранения деформаций конструкции OWL от ветровой нагрузки. Местом установки OWL может быть район пустыни Паранал (Чили). Время изготовления OWL определяется началом финансирования. При условии открытия финансирования можно ожидать готовность телескопа к первым наблюдениям с зеркалом с рабочим диаметром 60 метров. Полное завершение проекта планируется, примерно, через 10 лет при финансировании не более 1 млрд евро.

Научные задачи: Ранние стадии развития Вселенной (молодые галактики, суперновые звезды, структура AGN) и пр.; глубокие обзоры, карты химических и физических характеристик Вселенной на различных стадиях развития; формирование планетных систем, похожих на Землю, наличие биосферы и пр.

Рис.1.13 Оптическая схема OWL.

Рис.1.14 Вид супер-телескопа OWL.