О телескопах с зеркалами больше шести метров

Это рассказ моего знакомого, который работает на шестиметровом телескопе БТА. Так что такое телескоп БТА? Это телескоп с шестиметровым главным зеркалом, который был самым крупным телескопом в мире в течении более чем двадцати лет. А сейчас плохо понятно, что с ним будет в дальнейшем, но не об этом рассказ.

Расскажу о малоизвестном случае, а, вообще-то, этот случай не единственный: У нас работает сотрудник, астрофизик. Этот астрофизик уже пожилой человек и, соответственно, работает в старом стиле, то есть занимается астрофизикой, а не статистикой. Но это грустная шутка. Итак, им была обнаружена необычная спектральная линия в спектре исследуемой им звезды, которая в корне меняла её физику. Естественно он доложил об этом на международном совещании. Эту звезду наблюдали многие и на более крупных телескопах, сравнивать которые с телескопом БТА вроде бы нельзя. Нашего астрофизика чуть-чуть не обсмеяли. Считая, что он выдаёт, маловероятное за действительное. Ведь наблюдения велись на телескопах, главные зеркала которых значительно превышают размер главного зеркала телескопа БТА. Телескоп БТА имеет шестиметровое главное зеркало, а за рубежом работают несколько телескопов с восьмиметровыми зеркалами, и есть телескопы с составными зеркалами, эквивалентный размер которых доходит до шестнадцати метров. Но в защиту нашего астрофизика выступила одна женщина, тоже астрофизик, наблюдающая в Южноафриканской обсерватории, где тоже находится один из крупнейших в мире телескопов. Она сообщила, что они тоже вроде бы обнаружили эту спектральную линию, но очень не уверенно, а потому решили, что это неточности работы аппаратуры телескопа. Так в чём же дело? А дело вот в чём: Все крупные телескопы за рубежом строились уже после запуска телескопа БТА в эксплуатацию. Иностранными инженерами использовался наш опыт создания уникального телескопа БТА, но повторить конструкцию телескопа БТА они не могли - у них на это просто нахватало денег. Тогда они выбрали другое техническое решение. Была введена адаптивная оптика. То есть за счёт упрощения конструкции телескопа вводилась ещё возможность «вывода изображения наблюдаемого объекта за атмосферу». А это уже в корне меняло метод получение астрофизической информации. И на это уже можно было получить необходимые деньги. Кстати тот же вывод объекта за атмосферу, но с другим решением проблемы, был выполнен и на Водородном магнитометре БТА. Но не о нём рассказ. Так каким образом объект выводился за атмосферу, да к тому же ещё упрощалась и уменьшалась стоимость конструкции телескопа? А ответ простой - за счёт управления телескопа компьютером. Ведь тоже происходит и в науке: «Компьютер считает, а учёный в это время ворон считает». Но это тоже шутка. Попробую вкратце изложить адаптивный метод управления телескопом и значительное упрощение его механической конструкции. Во-первых, конструкция телескопа резко уменьшалась в размерах, а удержание объекта в поле зрения телескопа выполнялась компьютером через относительно простую механику. Процесса отливки, шлифовки и полировки зеркала я не знаю, но толщина его была порядка десяти сантиметров при диаметре восемь метров. Во-вторых, такая толщина зеркала позволяла с помощью специальных разгрузок управляемых компьютером менять его профиль. То есть с точностью до длины волны света изменять его отражающую поверхность. Свет, проходя атмосферу Земли, искажается ею, то есть становится похожим на волнение моря, но в масштабе длин волн, а это десятые доли микрона - длина волны света. В-третьих, такие изменения профиля зеркала выполнялись с помощью компьютера, и возможно даже не одного. Компьютер управлял разгрузками зеркала. Разгрузки это специальные устройства, на которых размещается зеркало в телескопе. Эти разгрузки слегка давят на него с задней его поверхности и меняют его профиль (отражательную поверхность) в пределах десятых микрона. Так откуда поступает сигнал на компьютер для управления разгрузками? Со специального канала, на котором исследуется дифракционная картина изображения звезды, и по отклонениям дифракционных колец звезды от их формы, то есть от окружностей, вводится информация для исправления отражающей поверхности зеркала. Таким же образом как меняется дифракционная картина, меняется и профиль зеркала. И в такой сложной системе трудно выделить надёжно и уверенно сложные детали спектра звезды. Ведь в управление телескопом, а, следовательно, и в получение информации на нём вольно или невольно вводится вероятностный процесс. Это конечно краткое и возможно даже образное описание, но всё же вносящее некоторое понимание в процесс получения астрофизической информации на совремённых телескопах. Так какой же вывод из выше сказанного можно сделать? По-видимому, универсальной аппаратуры не существует. Для каждого метода должна быть своя соответствующая ему аппаратура. Вот это как раз и подтверждается спектрограммой с необычной спектральной линией нашего астрофизика.

20 июля 2016 года.