¿Y dónde mirar este telescopio con tu ojo?

Cuando el telescopio no funciona, los astrónomos están tristes

Mucha gente sabe que puede mirar al sol al menos dos veces con un telescopio. Pero esto es si el telescopio es pequeño. En el caso de nuestro BTA, el rayo probablemente quemaría cuidadosamente el cabello en la parte posterior de la cabeza. Desafortunadamente, nunca lo sabremos con certeza, porque no llevamos a cabo tales experimentos (aunque aún daré cálculos preliminares sobre la tasa de ebullición del cerebro debajo del corte). Pero gastamos otros, no menos interesantes.

Sucedió que No soy una persona muy inteligente Hace cinco años me enfermé con el espacio y cambié el trabajo en TI para la escuela de posgrado en el Observatorio Astrofísico Especial. Y ahora quiero mostrar cómo los científicos trabajan y sobreviven en las montañas del norte del Cáucaso. Debajo del corte estará nuestro hierro astronómico (un poco) y el interior del telescopio más grande de Europa, de aquellos que no se muestran a los turistas en las excursiones.

Grande tal telescopio

Seguramente lo sabrá, pero permítame recordarle que territorialmente la CAO es Karachay-Cherkessia. Nuestro telescopio ruso más grande se llama BTA: el Gran Telescopio Azimutal (aunque en realidad también hay telescopios en el observatorio). Y se encuentra a una altitud de 2100 metros sobre el nivel del mar, al pie de la montaña Pastukhov. El diámetro de su espejo principal es de 6 metros, y sigue siendo el más grande de Eurasia.

El telescopio está ubicado en la cima de la montaña, y el pueblo con astrónomos está a un kilómetro más bajo (pero esto es si puedes ir estrictamente verticalmente hacia arriba y hacia abajo, y para las personas sin superpoderes hay una pista de 17 km de largo). En la época soviética, durante el set, las observaciones se realizaban directamente en el telescopio, ahora casi todas las observaciones se hacen "desde abajo" desde la aldea.

Actualización del telescopio

Recientemente, sobrevivimos casi un año y medio sin observaciones, mientras estábamos cambiando el espejo, y luego se reparó un dispositivo de observación roto que estaba muy roto y el espejo estaba cambiando nuevamente (también le diré algo sobre la reparación del dispositivo, pero luego). Los detalles de esta larga historia sobre el espejo se pueden encontrar, por ejemplo, aquí .

Pero finalmente, a partir del 1 de octubre, se reanudaron las observaciones en modo normal. Aunque generalmente no es bastante regular, porque el dispositivo, que se discutirá a continuación, ahora está en operación de prueba. El modo "nosotros, por supuesto, intentaremos observar todo el programa, pero no el hecho de que todo el tiempo no irá a la depuración de errores". Se reanudaron las observaciones, lo que significa que antes del set (como se le llama varias noches seguidas con un observador responsable), debe subir la montaña para instalar el dispositivo.

Entonces vamos. Junto con el dispositivo en una máquina de trabajo, orgullosamente conocido como pan o tableta hasta el día de hoy (según la región de su residencia).

El mismo pan que lleva un instrumento óptico para observación.

Todas las partes del dispositivo están perfectamente embaladas en varias cajas que descargamos en la máquina. Al menos uno de los responsables de instalar el dispositivo tendrá que ir con él para mantener el dispositivo por turnos. Serpentinas, montañas, lenguas de suegra (el llamado giro de 180 grados en un camino de montaña), ya sabes.

Los chicos están trabajando, y yo estoy corriendo detrás de escena con una cámara e interfiero con todo.

Si aún no ha encontrado la aplicación para sus habilidades de Tetris, aquí hemos encontrado, mira, qué belleza.

Sí, incluso dentro del auto podemos observar las estrellas

Arrancó y se fue. Mientras tanto, podemos ir y hablar sobre el dispositivo. ¿Conoces esta sensación cuando abres el paquete con una nueva tarjeta gráfica? Los astrónomos tienen lo mismo cuando lo admiten por primera vez antes de las observaciones, solo el hierro pesa más y cuesta significativamente más. He estado observando desde el primer año, y hace un mes también me convertí en un observador responsable (es decir, puedo realizar observaciones de forma independiente sobre el BTA, conozco la metodología de observación y no me asusto cuando algo sale mal, y mi apellido se puede encontrar en sitio con el horario).

Instalaremos SCORPIO (Cámara espectral con reductor óptico para observaciones fotométricas e interferométricas, a menudo simplemente lo llamamos "Escorpio"). Este es el reductor focal de la apertura del foco primario. Fue desarrollado en nuestro laboratorio para espectroscopía y fotometría de objetos extragalácticos (LSFVO) en 2000.

En SCORPIO, se están implementando los programas de nuestro LSFVO, otros laboratorios del Okrug Administrativo del Norte y los solicitantes que no tienen nada que ver con el Okrug Autónomo del Norte (solo parece que el mundo astronómico es realmente pequeño, muy pequeño). El cronograma de observación se puede encontrar en el dominio público en el sitio web del observatorio.

Competencia general de tiempo de observación BTA

Según su definición, un reductor es un mecanismo cuya función principal es la reducción, que también es reducción. Esa es solo la característica principal de SCORPIO: es un aumento en la relación de apertura del telescopio (la apertura BTA en el foco primario es F / 4, para el ligamento BTA + SCORPIO F / 2.4). Resulta una contradicción en el nombre, ¿verdad? El reductor de apertura aumenta esta misma apertura.

Propongo resolver el enigma del nombre por mi cuenta y luego verificar la respuesta.

Para las observaciones, necesitamos un sistema de tres componentes: un reductor de apertura SCORPIO, un adaptador de enfoque primario y un receptor CCD. Cuando se ensambla en el laboratorio, el dispositivo se ve como un conjunto de cajas de hierro, ya que todas las partes ópticas frágiles están ocultas de las manos torcidas.

Adaptador de enfoque primario, reductor de apertura y receptor CCD, ensamblados juntos (el observador no está incluido en el paquete, pero su personalidad es extremadamente importante para realizar observaciones de calidad)

El reductor incluye óptica de espectrógrafo y una unidad de múltiples ranuras, la plataforma del adaptador incluye óptica y lámparas para la calibración del espectrógrafo (la esfera integradora para las calibraciones se puede ver en la parte inferior del espectrógrafo), campos para buscar estrellas guía y espiar, pero en un detector CCD, por supuesto, incluye un CCD detector y criostato para enfriamiento (la temperatura de funcionamiento de la matriz es de aproximadamente -130 grados Celsius).

Lo más interesante de todo esto, por supuesto, es la caja de cambios. Debido a que existe toda la óptica y la magia de transformar los puntos débiles nublados del cielo en los espectros de las galaxias (bueno, no solo en galaxias y no solo en espectros, Scorp puede trabajar tanto en el modo de espectrógrafo como en el modo de imagen directa, a lo que todos estamos acostumbrados ) En el contexto y en el manual de capacitación del observador, SCORPIO se ve así:

Si no entra en detalles del esquema óptico, todo lo más interesante se indica en la figura anterior. Un colimador para recibir un haz de luz paralelo de un objeto de observación. Dos ruedas con un conjunto de filtros, máscaras y ranuras, que podemos cambiar desde el programa de control del instrumento. Los filtros de banda media y estrecha, y una hendidura para obtener espectros de objetos generalmente se instalan en la primera rueda, y los filtros de banda ancha y una máscara para espectroscopía sin espacios en la segunda rueda. La posición cero en ambas ruedas siempre se deja vacía, de modo que al observar, use cualquiera de los filtros instalados. Se puede extraer una variedad de información sobre las características físicas de los objetos de los flujos en diferentes filtros: temperatura, tipo de objeto, composición química, etc. Ahora hemos cambiado el interferómetro Fabry-Perot a un dispositivo de próxima generación, por lo que no hablaremos de ello esta vez.

Debajo de la cúpula

Mientras estaba transmitiendo sobre SCORPIO, manejamos hacia el telescopio. La entrada para excursiones no es adecuada para nosotros, por lo que iremos desde el pasaje de servicio, que está a la izquierda. Aquí esta:

Además, pasamos por el corredor entre los escombros de diferentes plantas, cuyo significado es claro solo para los ingenieros. Aunque los llamo así, en realidad son talleres mecánicos que trabajan para las necesidades de un telescopio. Todos los corredores están curvados de acuerdo con la forma de la cúpula en un círculo, lo que altera por primera vez la orientación en el espacio al visitar el telescopio.

Llegamos al ascensor, nos levantamos y entramos en la sala abovedada. Se espera que sea muy grande (53 metros solo de altura). Las dimensiones del domo crean varios efectos interesantes, como microclima y corrientes de Foucault en interiores, lo que crea dificultades adicionales durante las observaciones.

Antes de cambiar los instrumentos, el telescopio siempre se lleva al estacionamiento, en la posición del horizonte. Una escalera conduce al estacionamiento, que le permite subir a la cabina del observador con un telescopio. Pero nadie la llama la cabaña del observador, todos dicen brevemente "vidrio". Anteriormente, un observador se subió a un vaso y pasó toda la noche allí, tomando placas fotográficas con objetos espaciales. Si se le ocurrió que esto es muy romántico, deseche este pensamiento con urgencia: en el vidrio, la temperatura era casi como en la calle, además el cassette de Richie estaba casi al nivel del "piso" del vidrio, por lo que la posición del cuerpo del observador era muy interesante.

El cassette de Richie es un dispositivo para tomar imágenes astronómicas. Se instaló un casete con una placa fotográfica con una emulsión fotosensible en la parte central. Se necesitan microscopios y reglas para calibrar y mover un objeto a través de un campo. Se ve así:

Subimos a un vaso

Ahora en el cristal hay un equipo de recepción de fotos diferente (por ejemplo, nuestro SCORPIO). Y el observador es cálido y confortable.

Telescopio espacial de acoplamiento con realidad

En un vaso sin electrodomésticos, hay espacio suficiente para que entre 3-4 personas puedan caber de forma compacta. El diámetro del vidrio es más de 1,5 metros, la altura (o longitud) es un poco más de aproximadamente cuatro. Un agujero (oh, disculpe, un agujero estructural) en el centro es donde se instala la plataforma del adaptador, llamada así porque sirve como un adaptador entre el telescopio y el dispositivo. Y el agujero en sí es una mesa giratoria, cuya rotación también usamos en observaciones, cuando necesitamos establecer el ángulo de posición (en observaciones espectrales, por ejemplo, para dibujar de manera óptima un espacio a través del objeto).

ESCORPIO pesa unos 50 kg, la plataforma del adaptador pesa tanto. Por lo tanto, dentro del vidrio, se coloca a través de la escotilla superior en el vidrio con la ayuda de una grúa, cuyo control remoto trae recuerdos del pasado del tubo soviético:

El proceso de mover el dispositivo (plataforma SCORPIO +) contra el fondo de un telescopio. Es importante tener mucho cuidado y no enganchar el telescopio, no dejar caer el dispositivo y aún quedan muchas cosas por hacer. Aún así, los sistemas ópticos son frágiles, incluso si están en una caja de hierro.

Cuando el dispositivo queda atrapado y colocado dentro, la materia permanece pequeña: colóquelo en su lugar y apriete los pernos con la llave.

Y también conecta con la esfera integradora y la cámara.

La esfera de integración o bola de Ulbricht se utiliza para realizar calibraciones: planos planos familiares para los astrofotógrafos: marcos de iluminación de campo uniforme y neones desconocidos (neón), marcos para calibrar la escala de longitud de onda. La esfera de nuestro dispositivo puede iluminarse con una lámpara de cuarzo, ya sea mediante LED o mediante una lámpara con relleno He-Ne-Ar. Este último solo se usa para eliminar neones, y los dos primeros son adecuados para planos.

Esfera de Ulbrecht de cerca. En los "cuernos" hay una lámpara de cuarzo y una lámpara con relleno He-Ne-Ar, pequeños cilindros alrededor del perímetro - LED

Antes de instalar la matriz en el dispositivo, se debe verter nitrógeno líquido en su criostato (pero todos dicen "verter nitrógeno en la matriz"). El observatorio compra nitrógeno en Nevinnomyssk, que es muy cercano y conveniente.

Finalmente, todos los pasos se han completado, queda por conectar todo y el dispositivo está listo para una verificación de rendimiento.

Después de instalar SCORPIO, iniciamos la computadora, que se encuentra dentro del dispositivo. Nos conectamos de forma remota en un telescopio desde una computadora portátil y verificamos si las ruedas con filtros y rejillas se mueven. Encienda la matriz, inicialícela. Filmamos los cuadros de calibración de neón y planos, verificamos su adecuación a la imagen física del mundo. Verificamos el funcionamiento del sistema espía y la guía. Se necesita una guía para guiar (guiar) el telescopio con la ayuda de estrellas para que durante las exposiciones prolongadas el objeto estudiado no salga del campo del instrumento, dejando solo un largo rastro en lugar de un espectro o imagen (¿todavía recuerda que la Tierra gira?). Recolectamos cosas y nos preparamos para las observaciones, que también pasarán a través de una conexión remota al dispositivo.

Las páginas resultaron bastantes, pero casi no pudieron hablar sobre los principios del dispositivo. Probablemente porque el artículo fue concebido originalmente como "un día en la vida de un astrofísico". Así que continuará. Estaré encantado de hacer preguntas (al menos apenas expliqué toda la jerga astronómica utilizada en el artículo).

Y algunas gracias al final. Este artículo no habría llegado sin mis queridos colegas del laboratorio de espectroscopía y fotometría de objetos extragalácticos, que escucharon mis estúpidas preguntas (¡durante los tres años completos!) Y las respondieron, sin mi supervisor que realizó una breve edición científica de este texto y, por supuesto, sin Meklon , quien me dijo un millón de veces que la vida de los astrónomos probablemente sea interesante para Habré, y que generalmente es el culpable del hecho de que este artículo fue escrito y publicado.

Y un poco sobre muy triste

Mientras escribía este artículo, el académico francés Georges Courtes, a quien en los años 50 se le ocurrió la idea de un reductor de velocidad, falleció. La generación anterior de nuestro laboratorio colaboró ​​con él de manera muy cercana y fructífera, por lo que creo que es correcto dedicar este artículo a su memoria. A finales de los 70 y principios de los 80, Kurtes a menudo acudía a la CAO, y uno de los resultados de su trabajo conjunto fue el mapa de la galaxia M33 en la línea H_alpha (esta es la línea espectral de la serie Balmer para el hidrógeno ), realizada en su primer reductor de apertura mundial, que se almacena cuidadosamente en nuestro laboratorios (F / 1!). Puedes leer un poco más sobre el gran experimentador en el blog de mi colega del laboratorio.

Un mapa de la galaxia M33 en la línea H_alpha, obtenido durante las observaciones de 1979 a 1985 en el BTA por un grupo de astrónomos Courtes, G .; Petit, H .; Petit, M .; Sivan, J.-P.; Dodonov, S. (y el último es mi supervisor). Enlace al articulo