E onde olhar para este telescópio com o olho?

Quando o telescópio não está funcionando, os astrônomos ficam tristes

Muitas pessoas sabem que você pode olhar para o sol pelo menos duas vezes com um telescópio. Mas isso é se o telescópio for pequeno. No caso do nosso TBA, o raio provavelmente queimaria perfeitamente o cabelo na parte de trás da cabeça. Infelizmente, nunca saberemos disso com certeza, porque não realizamos tais experimentos (embora eu ainda faça cálculos preliminares sobre a taxa de ebulição do cérebro sob o corte). Mas gastamos outros, não menos interessantes.

Aconteceu que Eu não sou uma pessoa muito inteligente Há cinco anos, fiquei doente com o espaço e troquei o trabalho em TI para a pós-graduação no Observatório Astrofísico Especial. E agora quero mostrar como os cientistas trabalham e sobrevivem no alto das montanhas do norte do Cáucaso. Sob o corte estará o nosso ferro astronômico (um pouco) e o interior do maior telescópio da Europa, daqueles que não são mostrados aos turistas em excursões.

Grande tal telescópio

Você certamente saberá disso, mas deixe-me lembrá-lo de que territorialmente o CAO é Karachay-Cherkessia. Nosso maior telescópio russo é chamado BTA - o Grande Telescópio Azimutal (embora na verdade também haja telescópios no observatório). E está localizado a uma altitude de 2100 metros acima do nível do mar, no sopé da montanha Pastukhov. O diâmetro do seu espelho principal é de 6 metros e ainda é o maior da Eurásia.

O telescópio está localizado no topo da montanha, e a vila com astrônomos fica um quilômetro abaixo (mas isso é se você puder subir estritamente verticalmente para cima e para baixo, e para pessoas sem superpoderes há uma pista com 17 km de comprimento). Nos tempos soviéticos, durante o cenário, as observações eram realizadas diretamente no telescópio, agora quase todas as observações são feitas “de baixo” da vila.

Atualização do telescópio

Recentemente, sobrevivemos quase um ano e meio sem observações, enquanto trocávamos o espelho e, em seguida, um dispositivo de observação quebrado e muito quebrado estava sendo reparado e o espelho estava mudando novamente (também vou falar sobre o reparo do dispositivo). Detalhes desta longa história sobre o espelho podem ser encontrados, por exemplo, aqui .

Mas, finalmente, a partir de 1º de outubro, as observações no modo normal foram retomadas. Embora geralmente não seja muito regular, porque o dispositivo, que será discutido abaixo, agora está em operação de teste. O modo "nós, é claro, tentaremos observar o programa inteiro, mas não o fato de que o tempo todo não passará para erros de depuração". As observações foram retomadas, o que significa que antes do aparelho (como é chamado várias noites seguidas com um observador responsável), você precisa subir a montanha para instalar o dispositivo.

Então vamos lá. Juntamente com o dispositivo em uma máquina de serviço, orgulhosamente referido como pão ou tablet até hoje (dependendo da região de sua residência).

O mesmo pão que transporta um instrumento óptico para observação

Todas as partes do dispositivo são cuidadosamente embaladas em várias caixas que descarregamos na máquina. Pelo menos um dos responsáveis ​​pela instalação do dispositivo precisará acompanhá-lo para mantê-lo em turnos. Serpentinas, montanhas, línguas da sogra (a chamada curva de 180 graus em uma estrada na montanha), você sabe.

Os caras estão trabalhando, e eu estou correndo nos bastidores com uma câmera e interferindo em tudo

Se você ainda não encontrou um aplicativo para suas habilidades no Tetris, então aqui encontramos, veja, que beleza.

Sim, mesmo dentro do carro podemos observar as estrelas

Inicializado e partiu. Enquanto isso, podemos falar sobre o dispositivo. Você conhece esse sentimento ao abrir a embalagem com uma nova placa gráfica? Os astrônomos têm a mesma coisa quando o admitem pela primeira vez antes das observações, apenas o ferro pesa mais e custa significativamente mais. Venho observando desde o primeiro ano e, há um mês, também me tornei um observador responsável (ou seja, posso conduzir observações independentes sobre o BTA, conheço a metodologia de observação e não entre em pânico quando algo der errado, e meu sobrenome pode ser encontrado em site com a programação).

Instalaremos o SCORPIO (Câmera Espectral com Redutor Óptico para Observações Fotométricas e Interferométricas, geralmente chamamos simplesmente de “Escorpião”). Este é o redutor focal da abertura do foco primário. Foi desenvolvido em nosso laboratório para espectroscopia e fotometria de objetos extragalácticos (LSFVO) em 2000.

Os programas SCORPIO estão sendo implementados pelo nosso LSFVO, outros laboratórios do CAO e candidatos que não têm nada a ver com o CAO (parece apenas que o mundo astronômico é realmente pequeno, muito pequeno). O cronograma de observação pode ser encontrado em domínio público no site do observatório.

Competição Geral de Tempo de Observação BTA

Segundo sua definição, um redutor é um mecanismo cuja principal função é a redução, que também é a redução. Essa é apenas a principal característica do SCORPIO - é um aumento na taxa de abertura do telescópio (a abertura BTA no foco principal é F / 4, para o ligamento BTA + SCORPIO F / 2.4). Acontece alguma contradição no nome, certo? O redutor de abertura aumenta essa mesma abertura.

Proponho resolver o enigma do nome sozinho e depois verifico a resposta.

Para observações, precisamos de um sistema de três componentes: um redutor de abertura SCORPIO, um adaptador de foco primário e um receptor CCD. Quando montado no laboratório, o dispositivo se parece com um conjunto de caixas de ferro, pois todas as partes ópticas frágeis ficam escondidas das mãos tortas.

Adaptador de foco primário, redutor de abertura e receptor CCD, reunidos (o observador não está incluído, mas sua personalidade é extremamente importante para a realização de observações de qualidade)

O redutor inclui óptica de espectrógrafo e uma unidade com várias fendas, a plataforma adaptadora inclui óptica e lâmpadas para calibração de espectrógrafo (a esfera de integração para calibrações pode ser vista na parte inferior do espectrógrafo), campos para procurar estrelas-guia e espionagem, mas em um detector CCD, é claro, inclui um CCD detector e criostato para resfriamento (a temperatura de operação da matriz é de cerca de -130 graus Celsius).

O mais interessante de tudo isso, é claro, é a caixa de velocidades. Como existe toda a ótica e a mágica de transformar pontos fracos e turvos do céu em espectros de galáxias (bem, não apenas em galáxias e não apenas em espectros, o Scorp é capaz de trabalhar tanto no modo espectrógrafo quanto no modo de imagem direta, com os quais estamos acostumados). ) No contexto e no manual de treinamento do observador, o SCORPIO é assim:

Se você não entrar em detalhes do esquema óptico, tudo o mais interessante é indicado na figura acima. Um colimador para receber um feixe de luz paralelo de um objeto de observação. Duas rodas com um conjunto de filtros, máscaras e slots, que podemos mudar a partir do programa de controle do instrumento. Filtros de banda média e estreita, e uma fenda para obter espectros de objetos são geralmente instalados na primeira roda, e filtros de banda larga e uma máscara para espectroscopia sem intervalos na segunda roda. A posição zero nas duas rodas é sempre deixada vazia, de modo que, ao observar, use qualquer um dos filtros instalados. Uma variedade de informações sobre as características físicas dos objetos pode ser extraída dos fluxos em diferentes filtros: temperatura, tipo de objeto, composição química etc. Agora trocamos o interferômetro Fabry-Perot para um dispositivo de última geração, por isso não falaremos sobre isso desta vez.

Debaixo da cúpula

Enquanto eu transmitia o SCORPIO, dirigimos para o telescópio. A entrada para excursões não é adequada para nós; portanto, sairemos da passagem de serviço, que fica à esquerda. Aqui está:

Além disso, passamos pelo corredor entre os escombros de diferentes plantas, cujo significado é claro apenas para os engenheiros. Embora eu os chame assim, são de fato oficinas mecânicas trabalhando para as necessidades de um telescópio. Todos os corredores são curvados de acordo com a forma da cúpula em um círculo, o que interrompe bastante a orientação no espaço pela primeira vez que você visita o telescópio.

Chegamos ao elevador, subimos e entramos na sala abobadada. Espera-se que seja muito grande (53 metros apenas de altura). As dimensões da cúpula criam vários efeitos interessantes, como microclima e correntes de Foucault em ambientes fechados, o que cria dificuldades adicionais durante as observações.

Antes de trocar de instrumento, o telescópio é sempre trazido para o estacionamento, na posição de horizonte. Uma escada leva ao estacionamento, que permite subir na cabine do observador usando um telescópio. Mas ninguém a chama de cabine do observador, todos dizem brevemente "vidro". Anteriormente, um observador subia em um copo e passava a noite inteira lá, levando placas fotográficas com objetos espaciais. Se lhe ocorreu agora que isso é muito romântico, jogue esse pensamento com urgência: no copo, a temperatura estava quase como na rua, mais a fita de Richie estava quase no nível do "piso" do copo, então a posição do corpo do observador era muito interessante.

A cassete de Richie é um dispositivo para capturar imagens astronômicas. Uma cassete com uma placa fotográfica com uma emulsão fotossensível foi instalada na parte central. Microscópios e réguas são necessários para calibrar e mover um objeto através de um campo. É assim:

Subimos em um copo

Agora, no vidro, há um equipamento de recebimento de fotos diferente (por exemplo, nosso SCORPIO). E o observador é quente e confortável.

Telescópio espacial de ancoragem com realidade

Em um copo sem eletrodomésticos, há espaço suficiente para 3 a 4 pessoas. O diâmetro do vidro é superior a 1,5 metros, a altura (ou comprimento) é ligeiramente superior a cerca de quatro. Um buraco (oh, desculpe-me, um buraco estrutural) no centro é onde a plataforma do adaptador está instalada, assim chamada porque serve como um adaptador entre o telescópio e o dispositivo. E o próprio buraco é uma mesa rotativa, cuja rotação também usamos em observações quando é necessário definir o ângulo de posição (em observações espectrais, por exemplo, a fim de otimizar uma abertura através do objeto).

O SCORPIO pesa cerca de 50 kg, a plataforma do adaptador pesa tanto. Portanto, dentro do vidro, ele é colocado através da escotilha superior no vidro com a ajuda de um guindaste, cujo controle remoto traz lembranças do passado do tubo soviético:

O processo de mover o dispositivo (plataforma SCORPIO +) contra o fundo de um telescópio. É importante ter muito cuidado e não prender o telescópio, não deixar cair o dispositivo e ainda fazer muitas coisas. Ainda assim, os sistemas ópticos são frágeis, mesmo que estejam em uma caixa de ferro.

Quando o dispositivo é preso e colocado no interior, o problema permanece pequeno: coloque-o no lugar e aperte os parafusos com a chave inglesa.

E também conecte-se à esfera de integração e à câmera.

A esfera de integração ou a esfera de Ulbricht é usada para realizar as calibrações: apartamentos planos familiares aos astrofotógrafos - quadros de iluminação uniforme de campo e neons desconhecidos (neon) - quadros para calibrar a escala de comprimento de onda. A esfera em nosso dispositivo pode ser iluminada por uma lâmpada de quartzo, por LEDs ou por meio de uma lâmpada com enchimento He-Ne-Ar. O último é usado apenas para remover os néons, e os dois primeiros são adequados para o plano.

Esfera de Ulbrecht close-up. Nos "chifres" há uma lâmpada de quartzo e uma lâmpada com enchimento He-Ne-Ar, pequenos cilindros ao redor do perímetro - LEDs

Antes de instalar a matriz no dispositivo, o nitrogênio líquido deve ser derramado em seu criostato (mas todo mundo diz "despeje nitrogênio na matriz"). O observatório compra nitrogênio em Nevinnomyssk, que é muito próximo e conveniente.

Por fim, todas as etapas foram concluídas, resta conectar tudo e o dispositivo está pronto para uma verificação de desempenho.

Após a instalação do SCORPIO, iniciamos o computador, localizado dentro do dispositivo. Nós nos conectamos remotamente no telescópio a partir de um laptop e verificamos se as rodas com filtros e grades se movem. Ligue a matriz, inicialize-a. Filmamos os quadros de calibração em neon e horizontalmente, verificamos se há adequação à imagem física do mundo. Verificamos o funcionamento do sistema e guia de espionagem. É necessário um guia para guiar (guiar) o telescópio com a ajuda de estrelas, para que, durante longas exposições, o objeto estudado não se arraste para fora do campo do instrumento, deixando apenas um longo traço em vez de um espectro ou imagem (você ainda se lembra que a Terra gira?). Coletamos coisas e vamos nos preparar para as observações, que também passarão por uma conexão remota com o dispositivo.

As páginas acabaram sendo poucas, mas quase não conseguiram falar sobre os princípios do dispositivo. Provavelmente porque o artigo foi originalmente concebido como "um dia na vida de um astrofísico". Então, para continuar. Ficarei feliz em fazer perguntas (pelo menos, dificilmente expliquei todo o jargão astronômico usado no artigo).

E alguns agradecimentos no final. Este artigo não teria chegado sem meus queridos colegas do laboratório de espectroscopia e fotometria de objetos extragalácticos, que ouviram minhas perguntas estúpidas (durante os três anos inteiros!) E as responderam, sem meu supervisor que conduziu uma curta edição científica deste texto e, é claro, sem Meklon , que me disse um milhão de vezes que a vida dos astrônomos provavelmente é interessante para Habré e que geralmente é responsável pelo fato de este artigo ter sido escrito e publicado.

E um pouco sobre muito triste

Enquanto escrevia este artigo, o acadêmico francês Georges Courtes, que nos anos 50 teve a idéia de um redutor de velocidade, faleceu. A geração mais antiga do nosso laboratório trabalhou com ele de maneira muito próxima e proveitosa, então acho que é correto dedicar este artigo à sua memória. No final dos anos 70 - início dos anos 80, Kurtes frequentemente chegava ao CAO, e um dos resultados de seu trabalho conjunto foi o mapa da galáxia M33 na linha H_alpha (esta é a linha espectral da série Balmer para hidrogênio ), feita em seu primeiro redutor de abertura mundial, cuidadosamente armazenado em nosso laboratórios (F / 1!). Você pode ler um pouco mais sobre o grande experimentador no blog do meu colega do laboratório.

Um mapa da galáxia M33 na linha H_alpha, obtido durante observações de 1979 a 1985 no BTA por um grupo de astrônomos Courtes, G.; Petit, H.; Petit, M.; Sivan, J.-P .; Dodonov, S. (e o último é meu supervisor). Link para o artigo