Teleskop dalam waktu dekat - apa yang akan terjadi hari ini bagi kita?

Pemegang rekor terakhir di antara teleskop optik diluncurkan pada 2008, meskipun ALMA observatorium radio terbesar atau kisi milimeter / submillimeter besar Atakama) ditugaskan baru-baru ini - pada bulan Maret 2013. Tetapi sekarang kita berada di ambang banyak penemuan baru - dalam sepuluh tahun ke depan, direncanakan untuk mengoperasikan banyak teleskop baru dan terbesar di bidangnya. Saya akan membahas teleskop ini lebih lanjut.


Dari kiri ke kanan - kotak kilometer persegi, teleskop dengan bukaan lima ratus meter, teleskop yang sangat besar, teleskop tiga puluh meter, teleskop Magellan raksasa, dan teleskop ruang angkasa James Webb.

Teleskop optik. Teleskop



terdekat yang lebih unggul dari kemampuan instrumen modern adalah James Webb atau James Webb Space Telescope, yang dijadwalkan akan diluncurkan pada Oktober 2018:



teleskop ini akan memiliki diameter cermin utama 6,5 ​​meter dan melebihi teleskop Hubble pada parameter ini. 2,7 kali. Benar, meskipun itu seharusnya menjadi pengganti Hubble, itu akan bekerja dalam jangkauan inframerah, dan karena itu lebih mungkin untuk membandingkannya dengan teleskop ruang angkasa Herschel, sehubungan dengan perbedaannya yang tidak begitu besar - sekitar 1,9 kali. Penerima inframerah memungkinkannya untuk merekam exoplanet dengan suhu yang dekat dengan Bumi. Dia juga akan dapat maju secara signifikan dalam mempelajari objek yang sangat jauh dari kita:



Untuk memastikan kondisi pengamatan yang baik, teleskop akan dikirim ke titik Lagrange L2, dan untuk pendinginan tambahan lima layar yang disusun secara berurutan yang terbuat dari film poliamida yang dilapisi pada sisi yang berbeda dengan aluminium dan silikon akan sangat menghilangkan cahaya dan panas matahari yang mencapai teleskop. Sarana pasif ini akan memungkinkan untuk mencapai suhu cermin utama dan peralatan teleskop di bawah 50 K, dan beberapa sensor juga akan didinginkan.

Penggunaan satu cermin padat, seperti untuk Hubble untuk teleskop ini, tidak mungkin - itu akan terlalu berat (dan pembawa untuk teleskop baru harus Arian-5, yang memiliki setengah muatan daripada Shuttle menampilkan Hubble) dan cermin dengan diameter ini tidak akan cocok dengan fairing pembawa roket ini, oleh karena itu cermin memiliki struktur lipat - dua bagian dari cermin utama, masing-masing tiga segmen, akan jatuh pada tempatnya selama penerbangan teleskop ke pangkalannya (review video pada ini dan teleskop lainnya ada di akhir artikel).



Cermin utama didasarkan pada hexagon berilium dengan diameter sekitar 1,5 meter, dilapisi dengan debu emas setebal 120 nm, untuk refleksi cahaya inframerah yang lebih baik. Secara total, teleskop terdiri dari 18 cermin dengan berat masing-masing sekitar 20 kg. Berkat semua triknya, beratnya berkurang menjadi 6,5 ton - melawan 11 ton di Hubble. Namun, semua masalah ini telah melakukan pekerjaan kotor mereka - dan biaya proyek telah berkembang menjadi $ 8,8 miliar astronomi, dan dalam indikator ini ia mengambil tempat keempat di antara semua proyek ilmiah, setelah stasiun ruang angkasa internasional, ITER dan collider hadron besar.

Teleskop Magellan raksasa (GMT) dengan diameter 25,4 m, hanya optik terbesar ketiga yang sedang dibangun, dan masing-masing terdiri dari tujuh segmen dengan diameter 8,4 m:



Keakuratan pembuatan cermin untuk ketiga teleskop sangat luar biasa, karena penyimpangan permukaan tidak boleh melebihi 1/10 dari panjang gelombang (dan ini untuk cahaya tampak adalah 380-780 nm), yaitu, dimensi meter harus dihasilkan dengan penyimpangan dari permukaan ideal 40 nm , dan bahkan lebih sedikit lagi. Teleskop ini terletak di Las Campanas Observatory di Chili, cukup jauh dari teleskop Magellan tua (sebanyak 115 km). Saat ini, empat mirror sudah siap, namun, berbagai masalah telah mengarah pada fakta bahwa ia direncanakan untuk menyelesaikannya hanya pada tahun 2025 (tanggal ini telah "pindah" dari yang direncanakan satu per lima tahun sudah). Dua raksasa lainnya diganggu oleh masalah yang sama - tanggal penyelesaian konstruksi mereka juga telah bergeser secara serius.

Teleskop besar berikutnya yang rencananya akan dibangun adalah TMT (teleskop tiga puluh meter):



Ini akan dibangun di Gunung Mauna Kea di Hawaii, gunung ini secara harfiah penuh dengan teleskop: yang



utama sekarang tidak diragukan lagi adalah teleskop 10 meter Kek 1 dan Kek 2, yang biasanya dikaitkan dengan observatorium:



Cermin utama dari teleskop baru akan terdiri dari 492 Segmen heksagonal 1,4 meter, seperti pada teleskop Keck, akan menggunakan optik adaptif *, yang mengontrol setiap cermin secara terpisah. Ketinggian pengaturan memberikan keuntungan yang signifikan: untuk pengamatan, cahaya tampak, ultraviolet dekat, inframerah dekat dan pertengahan akan digunakan. Tanggal penyelesaian yang direncanakan adalah 2024.

Teleskop optik terbesar dalam waktu dekat adalah E-ELT (teleskop sangat besar) dengan diameter cermin utama 39,3 m yang terdiri dari 798 segmen (ukuran ini telah dikurangi dari aslinya 45 m, dan bahkan sebelumnya, proyek 100 ditinggalkan demi proyek ini). meteran teleskop, yang dianggap terlalu mahal). Ukuran cermin sekunder raksasa ini adalah 4,1 m, atau hampir dua kali lebih besar dari cermin Hubble utama. Sistem optik adaptif yang paling canggih akan dipasang pada teleskop - terdiri dari 6 sensor, 3 motor listrik untuk menggerakkan segmen cermin dan 12 motor listrik untuk deformasi,semua ini diperlukan untuk menjaga lengkungan permukaan (penyimpangan yang diizinkan dari bentuk ideal tidak lebih dari 30 nm) dan untuk mengatasi gangguan atmosfer - untuk ini, data akan dibaca dari sensor 1000 kali per detik. Pada akhirnya, ini akan memungkinkan Anda untuk mendapatkan resolusi hampir lima kali lebih baik daripada tanpa sistem ini. Berat total desain teleskop adalah 2.800 ton.


Di sini Anda dapat membedakan sosok orang dan segmen heksagonal cermin (dimensi mereka adalah 1,4 m).

Itu akan dibangun di Gunung Armasones di Chili, di sebelah VLT (teleskop yang sangat besar). Pilihan lokasi ditentukan oleh kondisi atmosfer di daerah tersebut - gunung ini terletak di gurun Atakama, dan udara di tempat-tempat ini sangat kering, yang, selain instrumen optik, juga memungkinkan penggunaan cahaya inframerah dekat - karena penyerapannya di atmosfer bumi terutama disebabkan oleh uap air, dan karbon dioksida. Direncanakan juga akan ditugaskan pada tahun 2024.

Ketiga teleskop memiliki keunggulan resolusi yang signifikan dibandingkan dengan teleskop yang ada:



Kecintaan para ilmuwan terhadap nama-nama "spektakuler" dari teleskop mereka menyebabkan munculnya rencana komik untuk membangun teleskop:


Teleskop radio

Teleskop FAST (teleskop dengan bukaan lima ratus meter) - akan dibuka pada September 2016, dan akan menjadi teleskop terbesar menggunakan satu bukaan (yaitu, "satu lempeng" secara kasar) yang pernah dibuat. Ini akan terdiri dari 4.600 panel segitiga individu yang akan secara signifikan melebihi teleskop di Arecibo dengan diameter 305 m (bagi orang-orang yang tidak terbiasa dengan astronomi, teleskop ini dapat diketahui dari film Mata Emas dari Bond). FAST akan menggunakan prinsip yang sama - ketika permukaan reflektif (reflektor) tetap di tempatnya, dan irradiator bergerak untuk membidik titik tertentu di langit. Dapat dicatat bahwa karena penggunaan medan alami (seperti dalam kasus dengan pemegang rekor sebelumnya), konstruksinya tidak akan begitu mahal - $ 196 juta, ini kurang dari biaya teleskop optik yang ada, dan secara signifikan lebih rendah daripada yang sedang dibangun.



Instrumen astronomi terakhir yang disajikan di sini adalah SKA (kisi kilometer persegi). Total area interferometer radio ini (jaringan beberapa teleskop radio yang diletakkan di atas tanah), sesuai namanya, akan menjadi satu kilometer persegi penuh. Sebagiannya harus dibangun di Australia, Argentina, Chili, dan Afrika Selatan, sedangkan markas teleskop akan berlokasi di Jodrell Bank Astrophysical Centre dekat Manchester, Inggris. Ini akan terdiri dari jaringan 90 buah 100-meter, beberapa ribu teleskop radio 15 × 12 meter dan jaringan antena parabola 12-15 meter.



Teleskop akan menghasilkan 160 terabyte data mentah per detik. Pembangunannya, dibagi menjadi dua fase, harus berlangsung selama 12 tahun penuh - dari 2018 hingga 2030, tetapi akan mungkin untuk menggunakannya sudah dimulai pada tahun 2020 (tentu saja tidak pada kapasitas penuh). Total biaya proyek adalah $ 2 milyar, dimana $ 650 juta telah dialokasikan. Dasar teleskop radio akan 5.000 kilometer, yang akan memungkinkannya untuk mendapatkan resolusi 1 mikrodetik sudut pada frekuensi maksimum 14 GHz. Dia akan dapat "melihat" proses fluktuasi kepadatan di alam semesta awal dan pembentukan galaksi pertama, pengujian model kosmologis dan model energi gelap.

Harus dicatat dengan sedih bahwa Rusia tidak berpartisipasi dalam lebih dari satu proyek ini, kami ditawari untuk berpartisipasi dalam proyek E-ELT - tetapi tidak tumbuh bersama.

* Atmosfer Bumi membantu kita dari partikel berenergi tinggi yang datang dari luar angkasa dan dari radiasi Matahari, tetapi sangat mengganggu para astronom - ketebalan atmosfer Bumi secara kasar sesuai dengan ketebalan 10 meter air - tidak terlalu nyaman untuk melihat benda-benda yang terletak miliaran tahun cahaya dari Anda melalui lapisan materi yang juga terus-menerus bergerak oleh angin. Oleh karena itu, sejak tahun 90-an, optik adaptif mulai digunakan pada teleskop yang sudah ada yang sedang dibangun dan sedang dibangun - prinsip operasinya adalah sebagai berikut:


Foto dua teleskop Observatorium Keck yang beroperasi dalam mode interferometer

sinar laser dari frekuensi khusus diarahkan ke daerah di mana teleskop melihat, sinar ini mencapai ketinggian 90 km, di mana ia mengionisasi atom natrium, yang mulai bersinar "seperti bintang kecil". Cahaya ini diamati oleh perangkat yang mengeluarkan perintah ke motor listrik untuk memindahkan bagian-bagian dari cermin sehingga dapat mengimbangi turbulensi udara. Desainnya sangat kompleks (teleskop Keck memiliki 38 segmen cermin, dan masing-masing dikontrol secara terpisah), tetapi hasil dari sistem ini luar biasa:



sistem teleskop E-ELT akan menjadi lebih rumit dan akan terdiri dari empat balok:



** Di sini Anda dapat melihat resolusi maksimum yang dimungkinkan (untuk perbandingan, teleskop Hubble - itu adalah 120 milidetik), pada kenyataannya, itu juga tergantung pada frekuensi sesuai dengan rumus:

di mana θ adalah resolusi sudut, λ adalah panjang gelombang, dan D adalah diameter teleskop, sehingga resolusi dalam spektrum ultraviolet untuk teleskop adalah tentang urutan besarnya lebih tinggi daripada di inframerah. Mengingat diameter sudut Betelgeuse dari 55 milidetik sudut, teleskop E-ELT akan dapat memperoleh fotonya 11 × 11 piksel, untuk Beta Painter akan menjadi foto 10 × 10. Namun dengan mempertimbangkan jarak raksasa ke bintang-bintang (jarak ke Betelgeuse diperkirakan 643 ± 146) tahun cahaya) adalah prestasi besar bagi astronomi. Di masa depan, ini akan memungkinkan spektroskopi atmosfer atmosfer bintang yang dekat dengan bintang planetnya (ini dapat dilakukan sekarang - tetapi sinyal harus "diisolasi" dari cahaya bintang - yang sangat membatasi akurasi pengukuran).Selain itu, peningkatan resolusi sudut memungkinkan Anda untuk melihat bintang-bintang individual dari jarak yang jauh - ini penting ketika mempelajari benda-benda pada jarak milyaran tahun cahaya. Tujuan utama dari teleskop optik ini adalah untuk mengamati dengan tepat apa yang sekarang tidak terlihat (karena lemahnya cahaya - bintang yang jauh, exopalnet), sangat jauh (dan penyelidik adalah benda yang sangat tua - hingga beberapa ratus juta tahun) dari big bang), atau terlalu dekat satu sama lain.atau terlalu dekat satu sama lain.atau terlalu dekat satu sama lain.

Ulasan Data Teleskop Video:

James Webb


Teleskop Magellan Raksasa


30 meter teleskop
http://www.youtube.com/watch?v=3H_3DWmlL7c Teleskop yang

sangat besar


Teleskop aperture lima ratus meter


Kotak kilometer persegi

Source: https://habr.com/ru/post/id385319/