Европейское космическое агентство строит Чрезвычайно Большой Телескоп
Европейская южная обсерватория, отметившая полувековой юбилей, продолжает реализацию самого престижного и дорогого проекта за всю свою историю.
Когда полвека назад пять государств - Бельгия, Германия, Нидерланды, Франция и Швеция - учреждали Европейскую южную обсерваторию ESO, их цель была - обеспечить астрономам северного полушария доступ к наблюдению южного неба. Никто тогда и представить себе не мог, каким успешным окажется это начинание. Сегодня ESO - авторитетная международная исследовательская организация со штаб-квартирой в Гархинге близ Мюнхена. Она насчитывает уже 15 членов, а самое главное, смогла реализовать целый ряд важнейших научных проектов - например, возвела в чилийской пустыне Атакама две обсерватории и оборудовала их телескопами с использованием самых передовых на тот момент технологий.
В частности, в обсерватории Ла-Силья был установлен первый в мире телескоп с активной оптикой, а в обсерватории Параналь - уникальный комплекс из четырех оптических телескопов с зеркалами диаметром более 8 метров. Когда строительство этого комплекса, получившего название "Очень Большой Телескоп" (Very Large Telescope - VLT), еще только начиналось, многие эксперты сомневались в реализуемости проекта, однако он увенчался поистине триумфальным успехом. Благодаря мощным телескопам в Чили ученым удалось сделать немало важных открытий - например, обнаружить сверхмассивную черную дыру в центре Млечного Пути.
Европа не намерена терять лидерство
Правда, Очень Большой телескоп был построен 12 лет назад, и с тех пор в строй вступили оптические телескопы-рефлекторы с еще большими зеркалами. Среди них - два 10-метровых телескопа в Обсерватории Кека на Гавайях и Большой Канарский телескоп с зеркалом диаметром 10,4 метра. Но ESO не собирается признавать поражение. Все эти телескопы покажутся чуть ли не карликами по сравнению с так называемым Чрезвычайно Большим Телескопом (Extremely Large Telescope - ELT). Этот самый амбициозный и самый дорогой проект Европейской южной обсерватории за всю историю ее существования постепенно начинает обретать реальные черты. Телескоп будет построен на горе Серро-Армазонес, всего в 20 километрах от горы Серро-Параналь, на которой находится Очень Большой Телескоп.
Конечно, реализация проекта потребует решения огромного количества сложнейших задач в области техники, технологии и логистики. Правда, территориальная близость Серро-Параналь и Серро-Армазонес позволит при строительстве телескопа-рекордсмена пользоваться и оптико-механическими мастерскими, и жилыми зданиями, и вычислительным центром комплекса Очень Большого Телескопа.
Стендовые испытания сегментов зеркала начались
Но это - дело будущего. А пока в Гархинге построен стенд для испытаний компонентов будущего зеркала гигантского телескопа. Вообще-то уникальная оптическая схема телескопа включает пять зеркал, но основные трудности связаны с главным - первичным - зеркалом, диаметр которого составит 39 метров. Современный уровень развития техники не позволяет изготовить монолитное зеркало такого размера, да и доставить его в Анды было бы невозможно. Поэтому зеркало будет состоять из 798 шестиугольных стеклокерамических сегментов, каждый шириной 1,4 метра и толщиной всего в 5 сантиметров.
Четыре таких сегмента проходят теперь стендовые испытания. Руководитель программы - Мартин Диммлер (Martin Dimmler) - поясняет: "Испытания призваны выяснить, отвечают ли нашим требованиям стыки сегментов, можно ли сегменты подогнать друг к другу с необходимой точностью, будет ли достаточным доступ к сегментам для техобслуживания, годится ли выбранный нами материал сегментов. Мы также испытываем различные варианты прокладки кабелей и проверяем, подходит ли имеющаяся система управления для зеркала такого гигантского диаметра".
Цифры, поражающие воображение
Хотя Чрезвычайно Большой Телескоп будет сооружением циклопических размеров, максимальное отклонение реальной поверхности его зеркала от идеальной формы не должно превышать 30 нанометров. Это примерно одна тысячная толщины человеческого волоса. Задача крайне сложная, и проблемы этим отнюдь не исчерпываются. Некоторое представление о масштабе трудностей, которые предстоит преодолеть создателям нового телескопа, дают приводимые Мартином Диммлером цифры: "Если посмотреть на отдельный сегмент, то лишь для его деформации предусмотрено 12 электромоторов. Еще 3 электромотора предназначены для перемещения сегмента. На каждом сегменте имеется 6 сенсоров, регистрирующих его положение по отношению к соседним сегментам. А если учесть, что сегментов - восемь сотен, то получается, что мы должны считывать данные почти с 5 тысяч сенсоров. И не просто считывать, а делать это с немыслимой скоростью - до 1000 раз в секунду. Потому что эти данные служат основой для управления 6 тысячами исполнительных устройств-актуаторов, призванных в реальном времени компенсировать деформацию зеркала".
На этом фоне все остальные элементы конструкции телескопа-гиганта выглядят пустяком: и вторичное - монолитное - зеркало диаметром 4,2 метра, хотя еще совсем недавно такой рефлектор было бы не стыдно использовать в качестве первичного, и адаптивные зеркала для коррекции искажений, вносимых движением воздушных масс. Как бы то ни было, проект стоимостью в миллиард евро медленно, но верно реализуется. Если все пойдет по плану, в июле 2022 года Чрезвычайно Большой Телескоп будет готов. "Увидит первый свет", как говорят астрономы.