Створюється найбільший у світі телескоп

Футбольний стадіон університету штату Арізона поділився своїми площами зі скляним заводом. Тут працює піч Роджера Енджела. Вона схожа на літаючу тарілку, що обертається не поспішаючи, робить рівно по п'ять оборотів у хвилину.

У печі 16 тонн скла, нагрітого до 1150 ос. Через 10 років це скло може стати частиною найбільшого у світі телескопа. Кілька десятків астрономів і почесних гостей, знемагаючи від жари, бродять по помостах біля печі. Щораз побачивши на моніторах чергову картинку, вони гарненько прикладаються до пляшок з холодною водою – треба освіжитися.

Одна з камер показує шкалу на стіні печі, схожу на ті, котрими міряють, наскільки підросла дитина. Тут по ній визначають рівень розплавленого скла. За останню добу рівень понизився, оскільки температура росла, і скляні шматки, кожен розміром з добрий кругляк, плавилися, скло стікало по вузьких каналах, заповнюючи стільникову структуру.

Коли "стільники" заповняться, стік скла припиниться. Тим часом, відцентрова сила перетворить те скло, що залишилося зверху, в ідеальну параболу 8,5 м у поперечнику – саме така форма потрібна для того, щоб зібрати воєдино зоряне світло, розосереджене до невидимості відстанню в мільярди світлового років. Тут він буде спресований у чіткі яскраві крапки, що астрономи зможуть прочитати, як ми читаємо газети, і зрозуміють, що ж відбувається навколо далеких зірок, довідаються, коли виник всесвіт.

"Це сміливий проект", - говорить доктор Енджел, сивоволосий астроном, що керує Дзеркальною лабораторією Стюарда. Уже 20 років він "будує" дзеркала і "заселяє" гірські вершини телескопами, але такого ще ніхто не робив.

Якщо усе піде добре, то дзеркало, що зараз формується в печі доктора Энджела, стане першим із семи в гігантському телескопі. Їх загальна здатність, що концентрує, буде дорівнює світлосилі дзеркала діаметром 21 м. Цей телескоп одержав ім'я "Гігантський Магеллан". Він буде вдвічі більшим і вчетверо могутнішим, ніж будь-який інший з тих, котрими на сьогодні розташовують земляни. Але на шляху його створення є безліч найскладніших проблем. Доктор Енджел пояснює, що для того, щоб зібрати в загальний фокус світло, спіймане усіма сімома дзеркалами, з усіх них необхідно вибудувати єдину параболу. Це означає, що кожне з дзеркал, за винятком центрального, повинно мати "скажено скривлену", асиметричну форму.

Висока вартість – теж проблема. Будівництво "Гігантського Магеллана" обійдеться в півмільярда доларів. У проекті беруть участь вісім організацій, і в них поки немає таких грошей.

Для того щоб продемонструвати, що вони можуть будувати такі дзеркала і витрусити з потенційних інвесторів частину відсутніх коштів, учасники проекту обіцяли побудувати перше таке дзеркало за $17 млн і запросили всіх бажаючих подивитися, як це робиться.

"Всі учасники проекту розуміють, що нам необхідно протестувати цю технологію", - говорить Уенді Фрідман, директор обсерваторії Карнегі і голова ради директорів проекту "Гігантський Магеллан". За її словами, проект буде припинений, якщо тест виявиться невдалим.

Роберт Кіршнер, астрофізик, співробітник іншого учасника проекту – Гарвардського університету – говорить: "Досить сміливо було починати роботу, не знаючи, чи зможемо ми її закінчити".

Доктор Фрідман сказала також, що приступити до виготовлення дзеркал необхідно було незалежно від наявності грошей. Інакше неможливо було б досягти поставленої мети – почати роботи з установки телескопа в Чілі в 2013 і завершити їх у 2016. Вклавшись у ці терміни, команда "Гігантського Магеллана" зможе конкурувати з двома аналогічними проектами, над одним із яких працює НАСА, а над іншим – консорціум, створений Каліфорнійським технологічним інститутом, Каліфорнійським університетом і Канадською астрономічною асоціацією.

З часів Галілея астрономи доводили дзеркала і лінзи телескопів, шліфуючи скло склом. Але такий процес - тонка робота, при якій часто виникають помилки. Саме на цьому етапі спіткнулися виготовлювачі орбітального телескопу Хаббл. Їм довелося почати кілька експедицій у космос, щоб встановити на телескоп коригувальні лінзи.

Доктор Енджел виявив, що заливаючи розплавлене скло в стільникові конструкції, можна одержувати легкі і міцні пустотілі дзеркала, що швидко пристосовуються до змін температури навколишнього середовища, при яких більш плоскі дзеркала викривляються.

За словами астрономів, "Гігантський Магеллан", оснащений так званою адаптованою оптикою, що знижує ефекти перекручування при проходженні світла в атмосфері, стане незамінним інструментом для пошуку і вивчення планет віддалених зоряних систем. І не тільки для цього. Крім вивчення далеких планет, за допомогою "Гігантського Магеллана" астрономи планують зайнятися дослідженнями так званої темної енергії, що ніби розколює всесвіт.

"Чим більше дзеркало, тим краще видно тьмяні об'єкти, що знаходяться поруч з яскравими", - говорить доктор Енджел.

Пройдуть роки, перш ніж команда "Гігантського Магеллана" довідається, чи коштувала гра свіч. Перше дзеркало повинно охолонути до кінця жовтня. Тоді інженери знімуть з печі кришку і виймуть його на світло. І тільки тоді почнеться важка праця – полірування і тестування. І що ж буде, якщо до моменту її завершення проект не одержить необхідного фінансування?

"Ми не витрачаємо часу на розробку запасних планів", - говорить доктор Енджел.

Націлюючи на зірки

Телескоп "Гігантський Магеллан", що астрономи сподіваються побудувати в Чілі в 2016, буде мати вчетверо вищу здатність концентрації, ніж будь-який інший з тих, котрими на сьогодні володіють земляне, також унікальну розрішаючу здатність. Ці якості дозволять астрономам безпосередньо вивчати планети, що знаходяться поза сонячною системою.

Як буде працювати "Гігантський Магеллан"

Зібране світло відбивається первинними дзеркалами...

… на другу групу увігнутих дзеркал, що постійно регулюються з метою компенсувати атмосферні перекручування.
Через отвір у центральному дзеркалі світло направляється на прилади.

Прилади

Прилади телескопу розташовуються на платформі під центральним дзеркалом. Частина платформи може обертатися, завдяки цьому прилади можна використовувати в різних комбінаціях.

Зборка вторинних дзеркал складається із семи дзеркал меншого розміру, положення яких регулюється керованими комп'ютером приводними механізмами, завдяки чому компенсується атмосферний вплив.

Серед приладів – високочутливі камери і спектрографи, що дозволяють астрономам вивчати планети за межами сонячної системи, чорні діри й інші віддалені об'єкти у всесвіті.

Джерело: Новини Науки