БТА

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

Статья займет у вас примерно 15 минут. В конце статьи фотографии.

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.800px-Big_asimutal_teleskop

Устройство

БТА является телескопом-рефлектором. Главное зеркало диаметром 605 см (6 м) имеет форму параболоида вращения.i Фокусное расстояние зеркала 24 м, вес зеркала без учета оправы — 42 т. Оптическая схема БТА предусматривает работу в главном фокусе главного зеркала и двух фокусах Несмита.350px-Nasmyth-Telescope.svg Система Несмита (телескоп Несмита) — так иногда называют модификацию системы Кассегрена, в которой диагональное зеркало установлено внутри трубы телескопа, между главным и вторичным зеркалами. Таким образом, фокус телескопа, называемый в данном случае фокусом Несмита, находится сбоку трубы. Такая оптическая схема позволяет не нагружать трубу телескопа наблюдательным оборудованием, а также устраняет необходимость изготовления отверстия в главном зеркале. С другой стороны, часть света теряется на диагональном зеркале.

1323786500_bta

В обоих случаях можно применять корректор аберраций.

Телескоп установлен на альт-азимутальной монтировке. Масса подвижной части телескопа — около 650 т. Общая масса телескопа — около 850 т.

200px-
Главный конструктор — Баграт Константинович Иоаннисиани.

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. Технология алюминирования главного зеркала телескопа, разработанная изготовителем, предусматривала замену рабочего слоя алюминия каждые 3-5 лет. Совершенствованием узлов вакуумной установки алюминирования зеркала срок эксплуатации зеркального слоя удалось довести, в среднем, до 10 лет. Последний раз алюминиевый слой главного зеркала БТА менялся в июле 2005 г.

Расположение

Телескоп установлен в Специальной астрофизической обсерватории на горе Семиродники у подножия горы Пастухова близ поселка Нижний Архыз, на высоте 2070 м над уровнем моря.where

where2

where3

Sao-6m-Telescope

0_a8f8b_87b68203_orig

Факты

— Для изготовления конструкции телескопа, на заводе ЛОМО был построен специальный новый цех высотой с двадцатиэтажный дом.

— Изготовление конструкции заняло пять лет, а сборка – еще полтора года. Конструкция была готова в 1968 году.

— Самое сложное – сделать зеркало. Если представить себе такую тарелку, то она будет высотой до второго этажа. Представьте себе стеклянную тарелку высотой до второго этажа и массой как 60 легковых автомобилей. Для изготовления прототипа зеркала в Лыткарине построили отдельный цех, с одной лишь целью – отработать технологию изготовления. Создание технологии заняло три года.

— Процесс изготовления зеркала предполагал отливку заготовки, которую нужно было еще обрабатывать – делать отверстия для крепления, придавать нужную форму, полировать. Это настолько сложные процессы, что для них сконструировали и сделали новые станки и инструменты.

— Заготовку зеркала до начала обработки отливали два года и закончили в 1966 г. Обработка же была закончена только в 1971 году! Итого 11 лет на все работы с зеркалом. Почему столько возни? Дело в том, что зеркало такого диаметра очень сложно сделать (в мире никто до нас не делал), и оно должно быть идеальным.

— Когда все сделали, решили это везти на Кавказ. Телескоп (без зеркала) отвезли довольно быстро – за год. Но вот с зеркалом получилась засада – как его везти? Зеркало – аморфная субстанция. Диаметр – 6 м. Малейшая встряска на кочке – можно начинать все заново (3-4 года, с учетом того, что технологию отработали). Малейшее колебание температуры – зеркало можно выбросить. Тогда сделали специальные масляные амортизаторы, бережно погрузили зеркало на эту масляную подушку, уложили в контейнер, где поддерживалась температура, как на Кавказе. Предварительно провели тест на прототипе, свозили его на Кавказ. Так и везли зеркало – два с лишним месяца, на баржах до Ростова-на-Дону (там зеркало распаковали и протестировали, чтобы быть уверенными, что оно перенесло дорогу хорошо), а потом около месяца – на трейлерах в сопровождении милицейского эскорта.

— На месте еще около года конструкцию собирали и тестировали. В 1975 году телескоп был запущен в эксплуатацию.

— Конструктор Иоаннисиани был настолько крут, что получил степень доктора технических наук без защиты диссертации, что для того времени – уникальное событие. Но еще интереснее, что у него даже не было высшего образования.

Проблемы

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 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 еще 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 — впрочем, денег на него не нашлось. Взамен решили переделать имеющееся зеркало.

Ситаллы обладают малой плотностью (они легче алюминия), высокой механической прочностью, особенно на сжатие, твердостью, жаропрочностью, термической стойкостью, химической устойчивостью и другими ценными свойствами. Ситаллы имеют большинство положительных свойств, которые есть у стекла, в том числе и технологичность.

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 видимость (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.

Несмотря на имеющиеся недостатки, БТА был и остаётся важным научным инструментом, способным видеть звёзды до 26-й величины. Чем меньше значение звёздной величины, тем ярче данный объект. Понятие звёздной величины используется при измерении потока энергии в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне. Для примера — самые слабые звёзды, наблюдаемые невооружённым глазом имеют от +6 до +7,72 зв. величины. В таких задачах, как спектроскопия и спекл-интерферометрия, где собирающая способность важнее разрешения, БТА даёт хорошие результаты.

Глубокая модернизация

11 мая 2007 года начата перевозка (ссылка в конце статьи) 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. САО рассчитывает, что обновленное зеркало, после обошедшегося в 5 миллионов евро ремонта, вернется в обсерваторию в середине 2013 года. В 2015 году планируется установка нового, 75 тонного зеркала, изготовленного на Лыткаринском заводе оптического стекла.

Процесс металлизации Главного зеркала БТА в 2005 году.

Демонтаж Главного зеркала БТА
Demont

Dem10

Dem3

Dem11 Снятие старого алюминиевого слоя
Dem14

Dem12

Dem15 Чистка поверхности зеркала «крокусом»
Dem18

Dem21

Dem20

Dem17 Окончательная чистка зеркала
Chistka6

Chistka7

Mirror1 Закрепление алюминиевого слоя
Zakr1

Zakr3

Sushka Установка термодатчиков
Datchik3

Datchik2 Алюминирование малой оптики
M_opt12

M_opt7

M_opt5

M_opt11

M_opt4

M_opt

Dz1

M_opt8

1

Репортаж отправки первого зеркала БТА на переполировку в Лыткарино доступен на сайте проекта, советую посмотреть, очень интересно!

БТА смогли превзойти американцы, построив телескоп с зеркалом большего диаметра, но только двадцать лет спустя.

Информация отобрана с любимой Вики и официального сайта телескопа.

Спасибо!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.