Зеркало для самого большого телескопа в Европе

В поселок Буково Карачаево-Черкесии прибыл автопоезд, который доставил в Специальную астрофизическую обсерваторию РАН гигантское зеркало для самого большого в Европе телескопа БТА. Новое оборудование позволит астрофизикам заглянуть в прошлое на 13 миллиардов лет.

Транспортировка столь хрупкого и дорогостоящего оптического инструмента проходила с помощью специального оборудования. На контейнере, в котором находится зеркало, установлены сейсмические датчики и температурные датчики: первые регистрируют удары и прочие колебания, испытываемые зеркалом в процессе перевозки, вторые — температуру. Теперь астрофизикам предстоит расшифровать записи приборов, чтобы узнать, каким влияниям подвергалось зеркало. Давайте посмотрим как изготавливалось это зеркало...

Лыткаринский завод оптического стекла (Московская обл.) передал Российской академии наук шестиметровое, 42-тонное зеркало телескопа БТА (Большой телескоп азимутальный). Это самое крупное стеклянное, цельное изделие в мире.

Церемония передачи зеркала состоялась 3 ноября на территории завода.

«Россия возвращается в клуб держав, которые могут вести астрофизические исследования и наблюдения на самом высоком уровне… Я думаю, с помощью этого зеркала мы обеспечим такой уровень конкурентности, а дальше будем смотреть, как сделать следующий шаг», — сказал журналистам президент РАН Александр Сергеев.

Стоимость реконструкции главного зеркала шестиметрового телескопа, которая началась в 2005 году, составила более 200 млн рублей. После реконструкции обновленное зеркало получило более совершенную параболическую форму, что позволит повысить проницающую силу телескопа при исследованиях предельно слабых и далеких объектов Вселенной.

Зеркало в ближайшее время отправится в САО в КЧР, где зимний сезон простоит в контейнере. Исследования начнутся в следующем году.

Крупнейший российский астрономический центр — Специальная астрофизическая обсерватория РАН — был образован 3 июня 1966 года. Он располагается у подножия горы Пастухова в Зеленчукском районе Карачаево-Черкесии, оснащен двумя крупными телескопами: оптическим БТА (Большой телескоп азимутальный) и самым большим в мире (по диаметру кольцевой антенны) радиотелескопом РАТАН-600. БТА с диаметром зеркала шесть метров до 1993 года был самым большим в мире, сейчас остается самым большим в Евразии. Его башня достигает в высоту 53 метров, масса телескопа в сборе составляет 820 тонн, вес главного зеркала — 42 тонны.

Это самое крупное зеркало, изготовленное для телескопа, станок для его полировки на Лыткаринском заводе оптического стекла в высоту составляет чуть ли не 12 этажей".

Про проект:

Его назначение — «исследование структуры, физической природы и эволюции внегалактических объектов, детальное изучение физических характеристик и химического состава нестационарных и магнитных звезд». Головным исполнителем был назначен Государственный оптико-механический завод им. ОГПУ (ГОМЗ), на базе которого вскоре было образовано ЛОМО, а главным конструктором — Баграт Константинович Иоаннисиани. БТА являлся новейшей для своего времени астрономической техникой, содержавшей в себе много поистине революционных решений. С тех пор монтировка всех больших телескопов мира осуществляется по блестяще оправдавшей себя альт-азимутальной схеме, впервые в мировой практике примененной нашими учеными в БТА. Над его созданием трудились специалисты самого высокого класса, что обеспечило высокое качество гигантского прибора. Вот уже более 30 лет БТА несет свою звездную вахту. Этот телескоп способен различать астрономические объекты 27-ой величины. Представьте, что земля плоская; и тогда, если в Японии кто-нибудь прикуривал бы сигарету, при помощи телескопа это можно было бы ясно увидеть.

Разрешающая способность телескопа в 2000 раз большеразрешающей способности человеческого глаза, а его радиус «зрения» в 1,5 раза превышает аналогичный показа-тель крупнейшего на тот момент телескопа США в Маунт-Паломаре (8-9 млрд. световых лет против 5-6 соответственно). Не случайно БТА называют «Оком планеты». Его размеры поражают воображение: высота — 42 метра, вес — 850 тонн. Благодаря специальной конструкции гидравлических опор телескоп как бы «плавает» на тончайшей масляной подушке толщиной 0,1 мм, и человек в состоянии повернуть его вокруг своей оси без применения техники и дополнительных инструментов.

За 30-летний период эксплуатации телескопа его зеркало несколько раз перепокрывалось, что привело к существенному повреждению поверхностного слоя, его коррозии, и, вследствие чего было утрачено до 70% отражающей способности зеркала. И все же, БТА был и остается уникальным инструментов ученых-астрономов, как российских, так и зарубежных. Но для сохранения его работоспособности и повышения эффективности возникла необходимость в реконструкции и обновлении главного зеркала. В настоящее время технология формообразования и разгрузки зеркала, которой владеют специалисты ОАО ЛЗОС, позволяет троекратно улучшить его оптические характеристики, в том числе и по угловому разрешению. Сегодня технологический процесс формообразования поверхностей астрономических оптических деталей на Лыткаринском заводе оптического стекла выведен на новый уровень, достигаемое качество отклонений формы поверхностей от теоретической повысилось на порядок за счет автоматизации и модернизации производства и компьютерного управления. Существенно улучшилась и механическая база, и технология облегчения и разгрузки зеркал с использованием современного компьютерного оборудования. Станки для фрезерования, шлифования и полирования 6-метрового зеркала также модернизированы в соответствии с современными требованиями. Существенно улучшены и средства контроля оптики. Среди специалистов, кто участвовал в изготовлении зеркала — механик Жихарев А.Г., оптик Каверин М.С., слесарь Панов В.Г., фрезеровщик Писаренко Н.И. — они работают и поныне, передают богатый опыт крупногабаритного оптического приборостроения молодежи. Совсем недавно ушли на заслуженный отдых оптик Бочманов Ю.К., фрезеровщик Егоров Е.В. (он выполнял повторную фрезеровку зеркала в прошлом и в этом году).

Подобную работу в России больше никто выполнить не сможет. В мире, кроме ЛЗОСа, есть всего лишь две фирмы, которые изготавливают крупногабаритные зеркала. Это Оптическая лаборатория обсерватории Стюарда (Аризона, США) и фирма SAGEM-REOSC (Франция) (диаметром 8 м) но и там башни для контроля зеркал короче, чем требуется, поскольку радиус зеркала БТА 48 метров.

Полировка стекла:

Программа реконструкции зеркала телескопа началась в 2005 году и должна была завершиться через пять лет, но была приостановлена в период кризиса 2009 года из-за нехватки средств. Восстановить целевое финансирование (более 200 миллионов рублей) удалось только в 2013-м. В ходе модернизации с поверхности зеркала методом фрезерования был удален верхний слой толщиной восемь миллиметров, в результате чего оно вернулось в идеальное состояние. Таких работ, как отметили представители завода, никто в мире не делал. Переполировка зеркала завершилась в конце прошлого года.

Достигнутое качество поверхности зеркала увеличивает разрешающую способность телескопа примерно на 30 процентов, при наилучших атмосферных условиях, и позволяет изучать в других галактиках места, где наиболее вероятно зарождение жизни.

— Зеркало собирает в миллион раз больше световой энергии, чем человеческий глаз, в результате чего с его помощью можно исследовать самые отдаленные участки нашей Вселенной и видеть объекты, которые возникали с момента ее зарождения, более 13 миллиардов лет назад, — заявил ранее генеральный директор Лыткаринского завода оптического стекла Александр Игнатов.

Теперь сотрудникам обсерватории предстоит провести подготовительные работы, чтобы установить новое зеркало на Большой азимутальный телескоп. В монтаже оборудования будет задействован также уникальный 100-тонный кран. Предположительно работы по монтажу пройдут в мае — июне.