Новые космические глаза человечества: как строятся приборы для Чрезвычайно Большого Телескопа
Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT) — это амбициозный проект Европейской южной обсерватории (ESO), который позволит астрономам изучать Вселенную с невиданным доселе разрешением и чувствительностью. На горе Серро Армазонес в Чили продолжаются работы по созданию этого гигантского оптического телескопа, который будет иметь главное зеркало диаметром 39 метров. Но чтобы сделать этот телескоп настоящим научным инструментом, нужны не только зеркала, но и приборы, которые будут анализировать свет от небесных объектов. Недавно началось строительство двух из четырех современных приборов: камеры MICADO и устройства формирования изображений METIS.
MICADO — это сокращение от Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations, то есть Многоканальная Камера для Глубоких Наблюдений. Это один из первых приборов, которые будут установлены на ELT, и он будет специализироваться на получении высококачественных изображений Вселенной в ближнем инфракрасном диапазоне.
MICADO будет работать вместе с адаптивной оптической системой MAORY, которая будет корректировать искажения изображения, вызванные атмосферой Земли. Благодаря этому MICADO сможет использовать полный потенциал разрешения ELT и достигать уровня детализации, в шесть раз превосходящего возможности космического телескопа «Джеймс Уэбб».
MICADO будет иметь широкий выбор фильтров для разных типов наблюдений, а также режим высококонтрастного изображения и однощелевую спектроскопию. Он будет заключен в криостат, чтобы поддерживать низкую температуру и уменьшить тепловое излучение.
С помощью MICADO астрономы смогут изучать самые разные объекты и явления в космосе, такие как экзопланеты, черные дыры, первые звезды и галактики, темную материю и темную энергию.
— один из руководителей проекта Ричард Дэвис.
METIS — это сокращение от Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph, то есть Среднеинфракрасный Изображатель и Спектрограф для ELT. Это также один из первых приборов, которые будут установлены на ELT, и он будет работать в среднеинфракрасном диапазоне, который позволяет проникать сквозь пыль и газ в космосе.
METIS будет иметь два основных режима: изображение и спектроскопию. Изображение будет использоваться для получения детальных снимков различных астрономических объектов, таких как экзопланеты, протопланетарные диски, звездообразование и активные ядра галактик. Спектроскопия будет использоваться для измерения химического состава и физических свойств этих объектов.
METIS также будет иметь специальный режим высококонтрастного изображения, который будет блокировать свет от ярких звезд и позволит видеть слабые объекты рядом с ними, такие, как экзопланеты или коричневые карлики. Для этого METIS будет использовать коронограф — устройство, которое создает искусственное затмение звезды.
METIS также будет заключен в криостат, чтобы поддерживать низкую температуру и уменьшить тепловое излучение.
С помощью METIS астрономы смогут сделать множество открытий в разных областях астрономии, таких как поиск и характеристика экзопланет, изучение процессов формирования звезд и планет, исследование центра Млечного Пути и других галактик.
Строительство приборов для ELT — это сложный и длительный процесс, который требует согласования между разными участниками проекта, а также разработки новых технологий и решения инженерных задач.
Для выбора приборов для ELT ESO проводила конкурсы среди научных организаций из разных стран, которые предлагали свои концепции и дизайны. После отбора лучших вариантов ESO заключала соглашения с победителями на фазу А — концептуальное проектирование приборов. На этой фазе уточнялись научные цели, технические требования, риски и стоимость приборов.
С 2007 по 2010 год было проведено девять фаз А для шести приборов и двух адаптивных оптических модулей для ELT. После этого ESO провела оценку результатов фаз А и выбрала четыре прибора первого поколения: MICADO, HARMONI, METIS и MAORY. Эти приборы были признаны наиболее подходящими для достижения ключевых научных целей ELT.
В 2015 году ESO заключила соглашения с консорциумами, которые будут строить эти приборы, на фазу B — предварительное проектирование. На этой фазе уточнялись детали дизайна, технологии, тестирования и интеграции приборов. Фаза B завершилась в 2019 году успешным прохождением предварительного обзора дизайна (PDR).
В 2020 году ESO заключила соглашения с консорциумами на фазу C/D — окончательное проектирование и строительство. На этой фазе начинается изготовление компонентов, подсистем и систем приборов, а также проводятся различные испытания и проверки. Фаза C/D должна завершиться в 2027 году окончательным обзором дизайна (FDR) и доставкой приборов на обсерваторию.
В 2021 году ESO также заключила соглашения с консорциумами на фазу А для двух приборов второго поколения: ANDES и MOSAIC. Эти приборы будут специализироваться на высокоразрешающей спектроскопии и многолучевой спектроскопии соответственно.
Для создания приборов для ELT требуются новые технологии и решения, которые не имеют аналогов в существующих обсерваториях. Например, для работы в инфракрасном диапазоне нужно поддерживать низкую температуру всего прибора, что требует специальных криостатов и систем охлаждения. Для получения высококонтрастных изображений нужно использовать коронографы, которые блокируют свет от ярких звезд и позволяют видеть слабые объекты рядом с ними. Для коррекции атмосферных искажений нужно использовать адаптивную оптику, которая изменяет форму зеркал в соответствии с турбулентностью воздуха.
Для разработки этих технологий ESO финансирует программу Enabling Technologies, которая предусматривает координированный подход к научно-техническим исследованиям по всем обсерваториям ESO, включая ELT.
Строительство ELT и его приборов — это огромный проект, который займет много лет. По планам ESO, первый свет телескопа должен состояться в 2027 году, а первые научные наблюдения — в 2028 году. К этому времени должны быть готовы и доставлены на обсерваторию четыре прибора первого поколения: MICADO, HARMONI, METIS и MAORY. Приборы второго поколения: ANDES и MOSAIC, должны быть готовы к 2030 году.
Конечно, эти сроки могут меняться в зависимости от разных факторов, таких как финансирование, пандемия, погода и технические сложности. Но мы надеемся, что ELT и его приборы будут построены вовремя и без серьезных проблем.
ELT и его приборы обещают открыть новую эру в астрономии, позволяя нам увидеть то, что было скрыто от наших глаз до сих пор. С их помощью мы сможем лучше понять происхождение и эволюцию Вселенной, изучить разнообразие планет вокруг других звезд, заглянуть в самое сердце нашей галактики и других галактик. Мы с нетерпением ждем первых результатов от этих уникальных инструментов.
Что такое MICADO?
MICADO — это сокращение от Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations, то есть Многоканальная Камера для Глубоких Наблюдений. Это один из первых приборов, которые будут установлены на ELT, и он будет специализироваться на получении высококачественных изображений Вселенной в ближнем инфракрасном диапазоне.
MICADO будет работать вместе с адаптивной оптической системой MAORY, которая будет корректировать искажения изображения, вызванные атмосферой Земли. Благодаря этому MICADO сможет использовать полный потенциал разрешения ELT и достигать уровня детализации, в шесть раз превосходящего возможности космического телескопа «Джеймс Уэбб».
MICADO будет иметь широкий выбор фильтров для разных типов наблюдений, а также режим высококонтрастного изображения и однощелевую спектроскопию. Он будет заключен в криостат, чтобы поддерживать низкую температуру и уменьшить тепловое излучение.
С помощью MICADO астрономы смогут изучать самые разные объекты и явления в космосе, такие как экзопланеты, черные дыры, первые звезды и галактики, темную материю и темную энергию.
MICADO — это уникальный инструмент для ELT, который позволит нам увидеть Вселенную такой, какой мы ее никогда не видели раньше. Он будет способен разрешить отдельные звезды в близких галактиках и исследовать центр Млечного Пути. Он также будет иметь возможность обнаруживать и характеризовать экзопланеты с помощью коронографа, который блокирует свет от центральной звезды
— один из руководителей проекта Ричард Дэвис.
Что такое METIS?
METIS — это сокращение от Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph, то есть Среднеинфракрасный Изображатель и Спектрограф для ELT. Это также один из первых приборов, которые будут установлены на ELT, и он будет работать в среднеинфракрасном диапазоне, который позволяет проникать сквозь пыль и газ в космосе.
METIS будет иметь два основных режима: изображение и спектроскопию. Изображение будет использоваться для получения детальных снимков различных астрономических объектов, таких как экзопланеты, протопланетарные диски, звездообразование и активные ядра галактик. Спектроскопия будет использоваться для измерения химического состава и физических свойств этих объектов.
METIS также будет иметь специальный режим высококонтрастного изображения, который будет блокировать свет от ярких звезд и позволит видеть слабые объекты рядом с ними, такие, как экзопланеты или коричневые карлики. Для этого METIS будет использовать коронограф — устройство, которое создает искусственное затмение звезды.
METIS также будет заключен в криостат, чтобы поддерживать низкую температуру и уменьшить тепловое излучение.
С помощью METIS астрономы смогут сделать множество открытий в разных областях астрономии, таких как поиск и характеристика экзопланет, изучение процессов формирования звезд и планет, исследование центра Млечного Пути и других галактик.
Как строятся приборы для ELT?
Строительство приборов для ELT — это сложный и длительный процесс, который требует согласования между разными участниками проекта, а также разработки новых технологий и решения инженерных задач.
Для выбора приборов для ELT ESO проводила конкурсы среди научных организаций из разных стран, которые предлагали свои концепции и дизайны. После отбора лучших вариантов ESO заключала соглашения с победителями на фазу А — концептуальное проектирование приборов. На этой фазе уточнялись научные цели, технические требования, риски и стоимость приборов.
С 2007 по 2010 год было проведено девять фаз А для шести приборов и двух адаптивных оптических модулей для ELT. После этого ESO провела оценку результатов фаз А и выбрала четыре прибора первого поколения: MICADO, HARMONI, METIS и MAORY. Эти приборы были признаны наиболее подходящими для достижения ключевых научных целей ELT.
В 2015 году ESO заключила соглашения с консорциумами, которые будут строить эти приборы, на фазу B — предварительное проектирование. На этой фазе уточнялись детали дизайна, технологии, тестирования и интеграции приборов. Фаза B завершилась в 2019 году успешным прохождением предварительного обзора дизайна (PDR).
В 2020 году ESO заключила соглашения с консорциумами на фазу C/D — окончательное проектирование и строительство. На этой фазе начинается изготовление компонентов, подсистем и систем приборов, а также проводятся различные испытания и проверки. Фаза C/D должна завершиться в 2027 году окончательным обзором дизайна (FDR) и доставкой приборов на обсерваторию.
В 2021 году ESO также заключила соглашения с консорциумами на фазу А для двух приборов второго поколения: ANDES и MOSAIC. Эти приборы будут специализироваться на высокоразрешающей спектроскопии и многолучевой спектроскопии соответственно.
Для создания приборов для ELT требуются новые технологии и решения, которые не имеют аналогов в существующих обсерваториях. Например, для работы в инфракрасном диапазоне нужно поддерживать низкую температуру всего прибора, что требует специальных криостатов и систем охлаждения. Для получения высококонтрастных изображений нужно использовать коронографы, которые блокируют свет от ярких звезд и позволяют видеть слабые объекты рядом с ними. Для коррекции атмосферных искажений нужно использовать адаптивную оптику, которая изменяет форму зеркал в соответствии с турбулентностью воздуха.
Для разработки этих технологий ESO финансирует программу Enabling Technologies, которая предусматривает координированный подход к научно-техническим исследованиям по всем обсерваториям ESO, включая ELT.
Когда увидим первые результаты?
Строительство ELT и его приборов — это огромный проект, который займет много лет. По планам ESO, первый свет телескопа должен состояться в 2027 году, а первые научные наблюдения — в 2028 году. К этому времени должны быть готовы и доставлены на обсерваторию четыре прибора первого поколения: MICADO, HARMONI, METIS и MAORY. Приборы второго поколения: ANDES и MOSAIC, должны быть готовы к 2030 году.
Конечно, эти сроки могут меняться в зависимости от разных факторов, таких как финансирование, пандемия, погода и технические сложности. Но мы надеемся, что ELT и его приборы будут построены вовремя и без серьезных проблем.
ELT и его приборы обещают открыть новую эру в астрономии, позволяя нам увидеть то, что было скрыто от наших глаз до сих пор. С их помощью мы сможем лучше понять происхождение и эволюцию Вселенной, изучить разнообразие планет вокруг других звезд, заглянуть в самое сердце нашей галактики и других галактик. Мы с нетерпением ждем первых результатов от этих уникальных инструментов.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Ученые рассказали, что на самом деле означают сны
Похоже, что сонники нас обманывали....
Илон Маск снова в центре крупного скандала
Новые спутники Starlink вызывают ярость у астрономов....
Гладиаторы сражались насмерть. Или нет?
Ответ оказался крайне неоднозначным....
По новой теории человеческое сознание находится сразу во многих скрытых измерениях
Это кажется дичью, но американский физик уверяет, что нашел доказательства....
Самому одинокому в мире дереву из тысячелетней косточки исполнилось 14 лет
Лекарственное дерево вырастили из древнего семени, найденного в пещере....
«Лаванда» и «Евангелие» — ИИ-машины смерти
Как израильская армия использует нейросети для бомбардировок боевиков....
Капитан «обреченной экспедиции» был съеден собственным экипажем
Темные факты, хранившиеся почти два века в тайне, начинают постепенно раскрываться....
Слепить автомобиль: вязкость нового конструкционного клея в 22 раза превзошла эпоксидку
Новое вещество с добавкой резины сделает транспорт легче и экономичнее....
Эффективность максимальна: паучьи клыки оказались необычайно мощными резаками
Анатомия пауков прокладывает путь для новых режущих инструментов....
Как взломать мозг и улучшить память на 80%?
Новая технология существенно изменила жизнь американского журналиста....
Авиакомпании будут замедлять скорость самолетов
Это делается во благо всех людей, но вот получится ли?...
Новая тайна озера Мичиган: на дне найдены десятки гигантских кратеров
Как они появились и что от них ждать, ученые пока не знают....
Волки-убийцы терроризируют индийский штат Уттар-Прадеш
Почему хищники открыли охоту на детей?...
ИИ победил капчу
Доказано тестированием....
Возле светловолосых мумий из китайской пустыни нашли кефирный сыр возрастом 3600 лет
Исследованы геномы молочнокислых бактерий бронзового века....
Голубое пятно в мозге оказалось порталом в мир грёз
Учёные открыли секрет сновидений и их связи с заболеваниями....