निकट भविष्य के टेलीस्कोप - आने वाले दिन हमारे लिए क्या कर रहे हैं?

ऑप्टिकल टेलीस्कोप के बीच आखिरी रिकॉर्ड धारक 2008 में लॉन्च किया गया था, हालांकि हाल ही में मार्च 2013 में हाल ही में सबसे बड़ा रेडियो एस्ट्रोनॉमी ऑब्जर्वेटरी एएलएमए या एटकामा बड़ी मिलीमीटर / सबमिलिमीटर ग्रिटिंग चालू किया गया था। लेकिन अब हम कई नई खोजों के कगार पर हैं - अगले दस वर्षों में, यह कई नई, सबसे बड़ी दूरबीनों को अपने क्षेत्रों में संचालित करने की योजना है। मैं इन दूरबीनों पर आगे चर्चा करूंगा।


बाएं से दाएं - एक वर्ग किलोमीटर का ग्रिड, पांच सौ मीटर एपर्चर वाला एक टेलीस्कोप, एक बहुत बड़ा टेलिस्कोप, एक तीस मीटर का टेलीस्कोप, एक विशाल मैगेलैनिक टेलिस्कोप और जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोप।

ऑप्टिकल दूरबीनें



आधुनिक उपकरणों की क्षमताओं के लिए सबसे नजदीकी दूरबीन जेम्स वेब या जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप होगी, जिसे अक्टूबर 2018 में लॉन्च किया जाना है:



इसमें 6.5 मीटर के मुख्य दर्पण का व्यास होगा और इस पैरामीटर में हबल दूरबीन से अधिक होगा। 2.7 गुना। सच है, हालांकि यह हबल के लिए एक प्रतिस्थापन माना जाता है, यह अवरक्त रेंज में काम करेगा, और इसलिए इसकी तुलना हर्शेल स्पेस टेलीस्कोप से करने की संभावना है, जिसके संबंध में अंतर इतना महान नहीं है - लगभग 1.9 गुना। इन्फ्रारेड रिसीवर्स इसे धरती के करीब के तापमान के साथ एक्सोप्लैनेट रिकॉर्ड करने की अनुमति देते हैं। वह हम से बहुत दूर की वस्तुओं के अध्ययन में भी काफी उन्नति कर सकेगा:



अच्छी अवलोकन स्थितियों को सुनिश्चित करने के लिए, टेलीस्कोप को लैग्रेग बिंदु L2 पर भेजा जाएगा, और अतिरिक्त ठंडा करने के लिए पॉलीमाइड फिल्म से बने पांच अलग-अलग व्यवस्थित स्क्रीन एल्यूमीनियम और सिलिकॉन के साथ विभिन्न पक्षों पर लेपित होते हैं जो बहुत अच्छी तरह से दूरबीन तक पहुंचने वाले सूर्य की रोशनी और गर्मी को नष्ट कर देंगे। ये निष्क्रिय साधन 50 K से नीचे मुख्य दर्पण और दूरबीन उपकरण के तापमान को प्राप्त करना संभव बना देंगे, और कुछ सेंसर अतिरिक्त रूप से ठंडा भी होंगे।

इस टेलीस्कोप के लिए हबल के रूप में एक ठोस दर्पण का उपयोग असंभव था - यह बहुत भारी होगा (और नई दूरबीन के लिए वाहक एरियन -5 होना चाहिए, जिसमें हबल प्रदर्शित करने वाले शटल की तुलना में आधा पेलोड है) और इस व्यास का एक दर्पण बस इस प्रक्षेपण यान के मेले में फिट नहीं होगा, इसलिए दर्पण की एक तह संरचना है - मुख्य दर्पण के दो भाग, तीन खंड प्रत्येक, दूरबीन की उड़ान के दौरान पहले से ही इसके आधार पर गिर जाएंगे (वीडियो समीक्षा) यह और अन्य दूरबीनें लेख के अंत में हैं)।



अवरक्त प्रकाश के बेहतर प्रतिबिंब के लिए मुख्य दर्पण लगभग 1.5 मीटर के व्यास के साथ बेरिलियम हेक्सागोन पर आधारित था, जो 120 एनएम मोटी सोने की धूल से लेपित था। कुल मिलाकर, दूरबीन में 18 दर्पण होते हैं जिनका वजन लगभग 20 किलो होता है। सभी चालों के लिए धन्यवाद, वजन घटाकर 6.5 टन कर दिया गया - हबल में 11 टन के मुकाबले। हालांकि, इन सभी समस्याओं ने अपना गंदा काम किया है - और परियोजना की लागत एक खगोलीय $ 8.8 बिलियन तक बढ़ गई है, और इस संकेतक में उन्होंने अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन, ITER और बड़े हैड्रॉन कोलाइडर के बाद सभी वैज्ञानिक परियोजनाओं के बीच चौथा स्थान हासिल किया।

25.4 मीटर व्यास वाला विशाल मैगेलन टेलीस्कोप (GMT) निर्माणाधीन केवल तीसरा सबसे बड़ा ऑप्टिकल है, और इसमें प्रत्येक व्यास में 8.4 मीटर के सात खंड शामिल होंगे:



सभी तीन दूरबीनों के लिए निर्माण दर्पण की सटीकता केवल आश्चर्यजनक है, क्योंकि सतह की अनियमितता तरंगदैर्ध्य के 1/10 से अधिक नहीं होनी चाहिए (और यह दृश्यमान प्रकाश के लिए - 380-780 एनएम), अर्थात्, मीटर की आयाम 40 एनएम की आदर्श सतह से विचलन के लिए उत्पादित की जानी चाहिए। , और इससे भी कम। यह टेलीस्कोप चिली के लास कैंपसाना वेधशाला में स्थित है, जो पुराने मैगेलैनिक टेलिस्कोप (लगभग 115 किमी) से काफी दूर है। फिलहाल, चार दर्पण तैयार हैं, हालांकि, विभिन्न समस्याओं ने इस तथ्य को जन्म दिया है कि इसे केवल 2025 तक समाप्त करने की योजना है (यह तिथि पांच साल तक नियोजित एक से "चली गई है")। दो अन्य दिग्गज इसी तरह की समस्याओं से ग्रस्त हैं - उनके निर्माण पूरा होने की तारीखों को भी गंभीरता से स्थानांतरित कर दिया गया है।

अगली बड़ी दूरबीन जिसे बनाने की योजना है, टीएमटी (तीस-मीटर दूरबीन):



यह हवाई में माउंट मौना के पर बनाया जाएगा, यह पहाड़ सचमुच दूरबीनों से युक्त है: जिनमें से



मुख्य अब निस्संदेह 10-मीटर दूरबीन केके 1 और केके 2 हैं, जो आमतौर पर वेधशाला से जुड़े होते हैं:



नई दूरबीन का मुख्य दर्पण 492 से मिलकर बनेगा 1.4-मीटर हेक्सागोनल सेगमेंट, जैसा कि केके टेलिस्कोप में, अनुकूली प्रकाशिकी * का उपयोग करेगा, जो प्रत्येक दर्पण को अलग से नियंत्रित करता है। व्यवस्था की ऊंचाई इसे महत्वपूर्ण लाभ देती है: अवलोकन के लिए, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी के पास, निकट और मध्य अवरक्त का उपयोग किया जाएगा। नियोजित पूर्णता तिथि 2024 है।

निकट भविष्य के लिए सबसे बड़ा ऑप्टिकल टेलीस्कोप ई-ईएलटी (बेहद बड़ा टेलिस्कोप) होगा जिसका मुख्य दर्पण व्यास 39.3 मीटर होगा जिसमें 798 खंड होंगे (यह आकार पहले ही मूल 45 मीटर से कम हो चुका है, और पहले भी, इस परियोजना के पक्ष में 100 को छोड़ दिया गया था। मीटर दूरबीन, जिसे बहुत महंगा माना जाता था)। इस विशालकाय के माध्यमिक दर्पण का आकार 4.1 मीटर है, या मुख्य हबल दर्पण की तुलना में लगभग दो गुना बड़ा है। सबसे उन्नत अनुकूली प्रकाशिकी प्रणाली दूरबीन पर स्थापित की जाएगी - इसमें 6 सेंसर, दर्पण खंड को हिलाने के लिए 3 इलेक्ट्रिक मोटर्स और इसके विरूपण के लिए 12 इलेक्ट्रिक मोटर्स शामिल हैं,सतह के झुकाव (आदर्श आकार से 30 एनएम से अधिक की अनुमेय विचलन) को संरक्षित करने और वायुमंडलीय गड़बड़ी का मुकाबला करने के लिए यह सब आवश्यक है - इसके लिए प्रति सेकंड 1000 बार सेंसर से डेटा पढ़ा जाएगा। अंत में, यह आपको इस प्रणाली के बिना लगभग पांच गुना बेहतर समाधान प्राप्त करने की अनुमति देगा। टेलिस्कोप डिजाइन का कुल वजन 2,800 टन है।


यहां आप लोगों के आंकड़ों को अलग कर सकते हैं, और दर्पण के हेक्सागोनल खंड (उनके आयाम 1.4 मीटर हैं)

यह चिली में माउंट अरमासोन पर बनाया जाएगा, वीएलटी (एक बहुत बड़ी दूरबीन) के बगल में। स्थान की पसंद क्षेत्र में वायुमंडलीय स्थितियों से निर्धारित होती है - यह पर्वत अटाकामा रेगिस्तान में स्थित है, और इन स्थानों में हवा बहुत शुष्क है, जो ऑप्टिकल उपकरणों के अलावा, निकट अवरक्त प्रकाश के उपयोग की भी अनुमति देता है - क्योंकि पृथ्वी के वायुमंडल में अवशोषण मुख्य रूप से जल वाष्प के कारण होता है, और कार्बन डाइआक्साइड। इसे 2024 में चालू करने की भी योजना है।

सभी तीन दूरबीनों में मौजूदा दूरबीनों के सापेक्ष महत्वपूर्ण रिज़ॉल्यूशन लाभ हैं:



वैज्ञानिकों का अपने दूरबीनों के "शानदार" नामों के लिए प्यार, दूरबीनों के निर्माण के लिए एक कॉमिक योजना के रूप में सामने आया:


रेडियो दूरबीन

फास्ट टेलीस्कोप (पांच सौ मीटर एपर्चर के साथ दूरबीन) - सितंबर 2016 में खुलेगा, और एक एपर्चर (जो कि "एक प्लेट", मोटे तौर पर बोलना) का उपयोग करके सबसे बड़ा टेलीस्कोप बन जाएगा। इसमें 4,600 व्यक्तिगत त्रिकोणीय पैनल शामिल होंगे जो 305 मीटर के व्यास के साथ अरेसिबो में दूरबीन से अधिक होंगे (खगोल विज्ञान से अपरिचित लोगों के लिए इस दूरबीन को बॉन्ड से गोल्डन आई फिल्म से जाना जा सकता है)। FAST एक ही सिद्धांत का उपयोग करेगा - जब परावर्तक सतह (परावर्तक) जगह पर बनी रहती है, और विकिरणक आकाश में एक विशिष्ट बिंदु पर लक्ष्यित होता है। यह ध्यान दिया जा सकता है कि प्राकृतिक इलाके (पिछले रिकॉर्ड धारक के मामले में) के उपयोग के कारण, इसका निर्माण इतना महंगा नहीं होगा - $ 196 मिलियन, यह मौजूदा ऑप्टिकल दूरबीनों की लागत से कम है, और निर्माणाधीन लोगों से काफी कम है।



यहां प्रस्तुत खगोलीय उपकरणों में से अंतिम SKA (वर्ग किलोमीटर ग्रिड) है। इस रेडियो इंटरफेरोमीटर का कुल क्षेत्रफल (जमीन पर फैला कई रेडियो दूरबीनों का एक नेटवर्क), जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, एक पूरा वर्ग किलोमीटर होगा। इसके कुछ हिस्सों को ऑस्ट्रेलिया, अर्जेंटीना, चिली और दक्षिण अफ्रीका में बनाया जाना चाहिए, जबकि टेलीस्कोप का मुख्यालय मैनचेस्टर, इंग्लैंड के पास जोड्रेल बैंक एस्ट्रोफिजिकल सेंटर में स्थित होगा। इसमें 90 टुकड़े 100-मीटर, कई हजार रेडियो दूरबीन 15 × 12 मीटर और 12-15 मीटर परवलयिक एंटेना के एक नेटवर्क शामिल होंगे।



दूरबीन प्रति सेकंड 160 टेराबाइट कच्चे डेटा का उत्पादन करेगी। इसका निर्माण, दो चरणों में विभाजित, 2018 से 2030 तक पूरे 12 वर्षों के लिए जाना होगा, लेकिन इसका उपयोग 2020 (पहले से ही, पूरी क्षमता से नहीं) में शुरू करना संभव होगा। कुल परियोजना लागत $ 2 बिलियन है, जिसमें से 650 मिलियन डॉलर पहले ही आवंटित किए जा चुके हैं। रेडियो टेलीस्कोप का आधार 5,000 किलोमीटर होगा, जो इसे 14 गीगाहर्ट्ज़ की अधिकतम आवृत्ति पर 1 कोणीय माइक्रोसेकंड का रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने की अनुमति देगा। वह प्रारंभिक ब्रह्मांड में घनत्व में उतार-चढ़ाव की प्रक्रियाओं को देखने और पहली आकाशगंगाओं के गठन, ब्रह्मांड विज्ञान मॉडल और अंधेरे ऊर्जा मॉडल का परीक्षण करने में सक्षम होगा।

यह दुख के साथ ध्यान दिया जाना चाहिए कि रूस इन परियोजनाओं में से एक से अधिक में भाग नहीं ले रहा है, हमें ई-ईएलटी परियोजना में भाग लेने की पेशकश की गई थी - लेकिन यह एक साथ नहीं बढ़ी।

* पृथ्वी का वातावरण हमें अंतरिक्ष से और सूर्य के विकिरण से आने वाले उच्च-ऊर्जा कणों से मदद करता है, लेकिन यह खगोलविदों के साथ बहुत हस्तक्षेप करता है - पृथ्वी के वायुमंडल की मोटाई लगभग 10 मीटर पानी की मोटाई से मेल खाती है - अरबों प्रकाश वर्ष दूर स्थित वस्तुओं को देखने के लिए यह आपके लिए बहुत सुविधाजनक नहीं है। पदार्थ की एक परत जो हवाओं द्वारा लगातार चलती रहती है। इसलिए, 90 के दशक से, निर्माण और निर्माणाधीन पहले से ही मौजूद दूरबीनों पर अनुकूली प्रकाशिकी का इस्तेमाल किया जाने लगा - इसके संचालन का सिद्धांत निम्नानुसार है:


इंटरफेरोमीटर मोड में काम करने वाले दो कीक वेधशाला दूरबीनों की तस्वीर।

एक विशेष आवृत्ति का एक लेजर बीम उस क्षेत्र को निर्देशित किया जाता है जहां दूरबीन दिख रही है; यह बीम 90 किमी की ऊंचाई तक पहुंचता है, जहां यह सोडियम परमाणुओं को आयनित करता है, जो "एक छोटे स्टार की तरह" चमकना शुरू करते हैं। यह चमक एक उपकरण द्वारा देखी जाती है जो दर्पण के कुछ हिस्सों को स्थानांतरित करने के लिए इलेक्ट्रिक मोटर्स को जारी करती है ताकि हवा की अशांति की भरपाई हो सके। डिज़ाइन अविश्वसनीय रूप से जटिल है (केके के टेलीस्कोप में दर्पण के 38 खंड हैं, और प्रत्येक को अलग-अलग नियंत्रित किया जाता है), लेकिन इस प्रणाली का परिणाम आश्चर्यजनक है:



ई-ईएलटी टेलीस्कोप प्रणाली और भी अधिक जटिल होगी और इसमें चार बीम शामिल होंगे:



** यहां आप अधिकतम संभव संकल्प देख सकते हैं। (तुलना के लिए, हबल दूरबीन - यह 120 मिलीसेकंड है), वास्तव में, यह सूत्र के अनुसार आवृत्ति पर भी निर्भर करता है:

जहां θ कोणीय संकल्प है, λ तरंग दैर्ध्य है, और डी दूरबीन का व्यास है, ताकि दूरबीन के लिए पराबैंगनी स्पेक्ट्रम में संकल्प अवरक्त की तुलना में अधिक परिमाण के एक आदेश के बारे में है। Betelgeuse के 55 कोणीय मिलीसेकेंड के कोणीय व्यास को ध्यान में रखते हुए, E-ELT टेलिस्कोप इसकी तस्वीर 11 × 11 पिक्सल प्राप्त कर सकेगा, बीटा पेंटर के लिए यह 10 × 10 का फोटो होगा। प्रकाश वर्ष) खगोल विज्ञान के लिए एक बड़ी उपलब्धि है। भविष्य में, यह तारों के वायुमंडल की स्पेक्ट्रोस्कोपी को उनके ग्रह सितारों के करीब होने देगा (यह अब किया जा सकता है - लेकिन संकेत को तारे के प्रकाश से "पृथक" होना है - जो माप की सटीकता को बहुत सीमित करता है)।इसके अलावा, कोणीय संकल्प में वृद्धि आपको व्यक्तिगत सितारों को बड़ी दूरी से देखने की अनुमति देती है - अरबों प्रकाश वर्ष की दूरी पर निकायों का अध्ययन करते समय यह महत्वपूर्ण है। इन ऑप्टिकल दूरबीनों का मुख्य उद्देश्य यह देखना ठीक होगा कि अब क्या दिखाई नहीं दे रहा है (कमज़ोर प्रकाश के कारण - दूर के तारे, एक्सोप्लेनेट्स), बहुत दूर है (और अन्वेषक बहुत पुरानी वस्तु हैं - कई सौ मिलियन वर्ष तक एक बड़े धमाके से), या एक दूसरे के बहुत करीब।या एक दूसरे के बहुत करीब।या एक दूसरे के बहुत करीब।

वीडियो टेलीस्कोप डेटा समीक्षा:

जेम्स वेब


विशाल मैगेलैनिक टेलिस्कोप


30 मीटर दूरबीन
http://www.youtube.com/watch?v=3H_3DWmlL7c

बहुत बड़ी दूरबीन


पांच सौ मीटर एपर्चर टेलीस्कोप


वर्ग किलोमीटर ग्रिड

Source: https://habr.com/ru/post/hi385319/