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
Раскрыта главная тайна антарктического льда: ученые узнали, как и кем была взломана природная защита Шестого континента
Похоже, той Антарктиде, которую мы знаем, приходит конец. Впрочем, это не точно...
Древнеримский артефакт переписывает историю Америки: Колумб был не первым?
Почему находка из индейской могилы почти 100 лет вызывает ожесточенные споры среди археологов и историков?...
Тайна гибели сибирского «Титаника»: почему некоторые детали катастрофы 1921 года неизвестны даже сейчас?
Поразительно, но тогда судьи единогласно оправдали капитана парохода. Так кто же тогда был виновником этого страшного происшествия?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены. Часть 2. Расплата
Как наука отменила срок давности у преступления? И какая тайна осталась не раскрытой?...
Еще раз об убийстве Андрея Боголюбского: что рассказали кости погибшего князя?
Профессор судебной медицины поправил историков и выявил неточности древних летописей...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены
Как новейшие технологии помогли сдвинуть с места нераскрываемое дело...
Главный секрет человеческого дыхания: ученые рассказали, почему мы дышим «вахтовым методом»
Эксперты предупреждают: из-за особенности организма многие люди не смогут попасть в космос. Но решение все-таки есть...
Жители Анд переписали свою ДНК: почему горные индейцы пьют ядовитую воду, но чувствуют себя при этом хорошо?
По словам ученых, эволюция сделала красивый и хитрый ход. И это не иммунитет к токсинам, а нечто другое, более интересное...
43 000 черепков открыли тысячелетние тайны Древнего Египта
Почему глиняная библиотека Атрибиса потрясла весь археологический мир?...
Ядерный взрыв на Луне: для чего советские ученые хотели провести такой грандиозный эксперимент?
Зачем России атомный реактор на Луне и как он поможет нам добраться до Венеры?...
Почему эти меры не спасут Антарктиду: пять проектов по спасению ледников оказались провалом
Эксперт жестко проанализировал самые популярные программы по сохранению льда на Шестом континенте. Увы, они оказались невыполнимой фантастикой, причем опасно...