БТА (телескоп)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Большой Телескоп Альт-Азимутальный
Big asimutal teleskop.jpg

Купол БТА

Тип

зеркальный телескоп

Расположение

Нижний Архыз

Координаты
Высота

2070 м

Длины волн

0.3-10 мкм

Дата открытия

30 декабря 1975

Диаметр

6.05 м

Угловое разрешение

0.6" ( 0.02" в режиме работы спекл-интерферометра )

Собирающая площадь

25.1 м²

Фокусное расстояние

24 м

Монтировка

альт-азимутальная

Купол

53 метра высота

Сайт

w0.sao.ru/hq/sekbta/

БТА (Большой Телескоп Альт-Азимутальный) — крупнейший в Евразии телескоп с диаметром главного монолитного зеркала 6 м. Установлен в Специальной астрофизической обсерватории.

Являлся самым большим телескопом в мире с 1975 года, когда он превзошёл пятиметровый телескоп Хейла в Паломарской обсерватории, и по 1993, когда заработал десятиметровый телескоп Обсерватории Кека. Тем не менее, БТА оставался телескопом с крупнейшим в мире монолитным зеркалом вплоть до 1998 года. По сей день купол БТА является крупнейшим астрономическим куполом в мире.

Устройство[править | править вики-текст]

БТА является телескопом-рефлектором. Главное зеркало диаметром 605 см имеет форму параболоида вращения. Фокусное расстояние зеркала 24 метра, вес зеркала без учёта оправы — 42 тонны. Оптическая схема БТА предусматривает работу в главном фокусе главного зеркала и двух фокусах Несмита. В обоих случаях можно применять корректор аберраций.

Телескоп установлен на альт-азимутальной монтировке. Масса подвижной части телескопа — около 650 тонн. Общая масса телескопа — около 850 тонн[1].

Главный конструктор — д. т. н. Баграт Константинович Иоаннисиани (ЛОМО).

Главное зеркало телескопа обладает значительной температурной инерционностью, которая приводит к деформации зеркала и искажению его рабочей поверхности. Для снижения влияния температурных эффектов на качество изображения башня телескопа изначально была оборудована системой вентиляции подкупольного пространства. В настоящее время в башне установлены охлаждающие установки, призванные в случае необходимости искусственно понизить температуру главного зеркала телескопа в соответствии с текущим прогнозом погоды.

Отражающее покрытие зеркала из незащищенного алюминия, слоем в 1 микрон[2] Технология алюминирования главного зеркала телескопа, разработанная изготовителем, предусматривала замену рабочего слоя алюминия каждые 3-5 лет. Совершенствованием узлов вакуумной установки алюминирования зеркала (ВУАЗ-6) срок эксплуатации зеркального слоя удалось довести, в среднем, до 10 лет. Последний раз алюминиевый слой главного зеркала БТА менялся в июле 2015 г.

Модернизация[править | править вики-текст]

11 мая 2007 года начата перевозка первого главного зеркала БТА на изготовивший его ЛЗОС с целью глубокой модернизации. Сейчас на телескопе установлено второе главное зеркало. После обработки в Лыткарино — удаления с поверхности 8 миллиметров стекла и переполировки — телескоп должен войти в десятку самых точных в мире[3]. САО рассчитывает, что обновленное зеркало, после обошедшегося в 5 миллионов евро ремонта, вернется в обсерваторию в середине 2013 года [4][уточнить]. В 2015 году планируется установка нового, 75 тонного зеркала, изготовленного на Лыткаринском заводе оптического стекла[5].

Расположение[править | править вики-текст]

Телескоп установлен в Специальной астрофизической обсерватории (САО) на горе Семиродники у подножия горы Пастухова (2733 м) близ поселка Нижний Архыз Зеленчукского района Карачаево-Черкесской Республики, РФ, на высоте 2070 м над уровнем моря.

История[править | править вики-текст]

Построенный для Пулковской обсерватории в 1878 и установленный в 1885 году, 76 сантиметровый телескоп-рефрактор стал крупнейшим в мире уже в свое время. Из-за особенностей задач Пулковской обсерватории (в частности, точное время), ей не были нужны крупные рефлекторы. В 1926 году, в Симеизской обсерватории, на горе Кошка, был установлен метровый английский рефлектор.[источник не указан 480 дней]

В 1961 году в Крымской астрофизической обсерватории заработал изготовленный на Ленинградском Оптико-Механическом Объединении (ЛОМО) телескоп ЗТШ-2,6, с диаметром зеркала 2,6 метров — крупнейший телескоп СССР и Европы. К тому времени учёные[кто?] разработали 5-метровый телескоп и задумались о 6-метровом, на подходе был и радиотелескоп РАТАН-600. Решено было поставить оба инструмента рядом, так что потребовалось новое место для обсерватории. Хорошие места находятся в среднеазиатских республиках бывшего СССР, однако было принято политическое решение размещать инструмент именно в РСФСР.[источник не указан 480 дней]

Официально о решении Правительства СССР о создании в стране 6-метрового телескопа объявил А. Н. Косыгин в своем выступлении на 10-й Генеральной Ассамблее Международного Астрономического Союза, проходившей в 1958 году в Москве.

25 марта 1960 года Совет Министров СССР принял Постановление о создании телескопа-рефлектора, имеющего зеркало диаметром 6 метров. Основные работы были поручены Ленинградскому оптико-механическому объединению (ЛОМО), Лыткаринскому заводу оптического стекла (ЛЗОС), Государственному оптическому институту им. С. Н. Вавилова (ГОИ), а также ряду других предприятий.

Лыткаринский завод оптического стекла был утвержден основным исполнителем по разработке технологического процесса на отливку заготовки зеркала диаметром 6 м и по изготовлению заготовки зеркала. Предстояло отлить заготовку стекла массой 70 тонн, отжечь её и произвести сложную обработку всех поверхностей с изготовлением центрального сквозного отверстия и более 60 посадочных глухих отверстий на тыльной стороне.

В течение трех лет был спроектирован и построен специальный корпус опытно-производственного цеха для изготовления заготовки БТА, в задачу которого входило монтаж и отладка оборудования, отработка промышленного техпроцесса и изготовление заготовки зеркала. Основное оборудование цеха было уникальным, не имеющим аналогов.

Специалистами ЛЗОС и ГОИ были проведены исследования и разработан состав стекла, которое отвечало заданным требованиям. В результате проведенных работ был разработан технологический процесс, согласованный с ГОИ, по которому произведена пробная производственно-экспериментальная отливка заготовки диаметром 6200 мм. На этой опытной заготовке были отработаны все режимы и приёмы работы, а также организация отлива. Был составлен технологический процесс для отлива штатной заготовки.

В ноябре 1964 года была отлита первая заготовка главного зеркала, которая отжигалась, то есть медленно охлаждалась при заданном режиме, более 2-х лет. Для обработки этой заготовки требовалось снять около 25 тонн стекла. Имевшийся опыт обработки крупногабаритных заготовок оказался непригодным, было принято решение о применении алмазного оборудования, комплекс работ по созданию оптимальных режимов обработки позволил разработать и реализовать технологию изготовления промышленной заготовки главного зеркала. Обработка заготовки велась в течение почти полутора лет на специальном карусельном станке, созданном на Коломенском заводе тяжелого станкостроения. Для получения заготовки заданной геометрической формы был спроектирован комплекс алмазного инструмента, где было использовано свыше 12 карат натурального алмаза в виде порошка. Для удаления припуска 28 тонн, шлифования и полирования боковой поверхности было израсходовано 7000 карат алмаза. Сложной была разметка и обработка 66 глухих отверстий для размещения механизмов разгрузки зеркала. Масса заготовки, рассчитанная по фактическим размерам, составила около 42 тонн. Приёмка заготовки для дальнейшей обработки лицевой стороны была произведена в сентябре 1968 года.

Точная обработка зеркала велась специалистами ЛОМО в специальном термостатированном корпусе на уникальном шлифовальном станке, изготовленным Коломенским заводом. В январе 1969 года зеркало было отшлифовано для получения сферической поверхности, к июню 1974 года была окончательно окончена полировка, и зеркало подготовлено к аттестации.

Создание этого уникального зеркала продолжалось почти 10 лет.

В 1968 году Главмосавтотранс доставил в обсерваторию крупногабаритные детали телескопа. В 1969 году была доставлена уникальная вакуумная установка для алюминирования главного зеркала.

В июне 1974 года началась транспортировка зеркала. После изготовления оно было законсервировано специальной защитной пленкой и установлено в специальный транспортный контейнер. Имея в виду его исключительную ценность, были приняты чрезвычайные меры предосторожности при его транспортировке. Было принято решение о проведении пробной транспортировки имитатора зеркала по всему маршруту, что и было осуществлено с 12 мая по 5 июня 1974 года. По результатам были разработаны технические условия на перевозку зеркала. Трейлеры с контейнером и оправой были установлены на баржу, закреплены и с помощью мощного буксира доставлены через канал Москва-Волга, по Волге и каналу Волго-Дон до Ростова-на-Дону. Дальше трейлеры доставили его по дорогам Северного Кавказа до станицы Зеленчукская в Специальную астрофизическую обсерваторию (САО).

Оно было отправлено в конце июня, доставлено до обсерватории в августе 1974 года и в сентябре-октябре установлено в оправу. После опытной эксплуатации в течение зимы 1974—1975 гг. и весны 1975 года, обучения эксплуатационного персонала и проведения других работ 30 декабря 1975 года был утвержден акт Государственной межведомственной комиссии по приёмке Большого азимутального телескопа, и телескоп был введен в эксплуатацию.

Позднее было изготовлено и в августе 1978 года доставлено второе зеркало, в 1979 году оно было алюминировано и установлено на телескоп.

Проблемы[править | править вики-текст]

Как и для других больших телескопов, большой проблемой являются температурные деформации главного зеркала. У БТА эта проблема особенно остро выражена из-за большой массы и термической инерции зеркала и купола. Если температура зеркала изменяется быстрее, чем на 2° в сутки, разрешение телескопа падает в полтора раза. Для увеличения продолжительности наблюдательного времени температура помещения телескопа регулируется с помощью системы кондиционирования, и приводится к ожидаемой температуре ночного воздуха ещё до открытия забрала. Запрещено открывать купол телескопа при разности температур снаружи и внутри башни больше чем 10°, так как такие перепады температуры могут привести к разрушению зеркала. Многое что из этого решилось бы, будь на телескопе современное зеркало из ситалла[6]— впрочем, денег на него не нашлось. Взамен решили переделать имеющееся зеркало (см. ниже).

Второй проблемой являются атмосферные условия на Северном Кавказе. Так как место расположения телескопа находится по ветру от крупных вершин Кавказского хребта, турбулентность атмосферы значительно ухудшает сиинг (особенно по сравнению с телескопами в более благоприятных местах) и не позволяет использовать весь потенциал угловой разрешающей способности зеркального телескопа.

По совокупности причин БТА позволяет получать изображения с разрешением 1,5 угловых секунды лишь в течение 10 % времени. Для сравнения можно указать, что на телескопах обсерватории Кека разрешение, в два раза большее, является обычным.[7][8]

Несмотря на имеющиеся недостатки, БТА был и остаётся важным научным инструментом, способным видеть звёзды до 26-й величины. В таких задачах, как спектроскопия[4] и спекл-интерферометрия, где собирающая способность важнее разрешения, БТА даёт хорошие результаты.

Галерея[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • «Пароль-БТА», Анна Эмильевна Сухорукова, 1987 г, Ленинград, изд. «Детская Литература»
  • «Астрономические обсерватории советского союза», Дмитрий Николаевич Пономарев, 1987 г, Москва, изд. «Наука»

Ссылки[править | править вики-текст]

Фильмография[править | править вики-текст]