Un énorme télescope. Les plus grands télescopes du monde. Observatoire Parkes, Australie

Le télescope James Webb est un observatoire orbital infrarouge qui devrait remplacer le célèbre télescope spatial Hubble.

Il s'agit d'un mécanisme très complexe. Les travaux durent depuis environ 20 ans ! Le James Webb aura un miroir composite de 6,5 mètres de diamètre et coûtera environ 6,8 milliards de dollars. A titre de comparaison, le diamètre du miroir Hubble n’est « que » de 2,4 mètres.

Voyons?

1. Le télescope James Webb doit être placé sur une orbite de halo au point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre. Et il fait froid dans l'espace. Voici les tests effectués le 30 mars 2012 pour examiner la capacité à résister aux températures froides de l'espace. (Photo de Chris Gunn | NASA) :

2. Le James Webb aura un miroir composite de 6,5 mètres de diamètre avec une surface collectrice de 25 m². Est-ce beaucoup ou un peu ? (Photo de Chris Gunn) :

3. Comparez avec Hubble. Miroirs Hubble (à gauche) et Webb (à droite) à la même échelle :

4. Maquette grandeur nature du télescope spatial James Webb à Austin, Texas, le 8 mars 2013. (Photo de Chris Gunn) :

5. Le projet de télescope est une collaboration internationale de 17 pays, dirigée par la NASA, avec d'importantes contributions des agences spatiales européenne et canadienne. (Photo de Chris Gunn) :

6. Initialement, le lancement était prévu pour 2007, mais a ensuite été reporté à 2014 et 2015. Cependant, le premier segment du miroir n'a été installé sur le télescope qu'à la fin de 2015 et le miroir composite principal n'a été entièrement assemblé qu'en février 2016. (Photo de Chris Gunn) :

7. La sensibilité d'un télescope et sa résolution sont directement liées à la taille de la zone du miroir qui collecte la lumière des objets. Les scientifiques et ingénieurs ont déterminé que le diamètre minimum du miroir primaire doit être de 6,5 mètres afin de mesurer la lumière provenant des galaxies les plus lointaines.

Fabriquer simplement un miroir similaire à celui du télescope Hubble, mais plus grand, était inacceptable, car sa masse serait trop grande pour lancer le télescope dans l'espace. L'équipe de scientifiques et d'ingénieurs devait trouver une solution pour que le nouveau miroir ait 1/10 de la masse du miroir du télescope Hubble par unité de surface. (Photo de Chris Gunn) :

8. Non seulement ici, tout devient plus cher par rapport à l'estimation initiale. Ainsi, le coût du télescope James Webb a dépassé les estimations initiales d'au moins 4 fois. Le télescope devait coûter 1,6 milliard de dollars et être lancé en 2011, mais selon de nouvelles estimations, le coût pourrait s'élever à 6,8 milliards de dollars, le lancement n'ayant pas lieu avant 2018. (Photo de Chris Gunn) :

9. Il s’agit d’un spectrographe proche infrarouge. Il analysera une gamme de sources qui fourniront des informations sur les propriétés physiques des objets étudiés (par exemple, la température et la masse) et sur leur composition chimique. (Photo de Chris Gunn) :

Le télescope permettra de détecter des exoplanètes relativement froides, avec une température de surface allant jusqu’à 300 K (ce qui est presque égal à la température de la surface terrestre), situées à plus de 12 UA. c'est-à-dire de leurs étoiles et éloignés de la Terre à une distance allant jusqu'à 15 années-lumière. Plus de deux douzaines d'étoiles les plus proches du Soleil tomberont dans la zone d'observation détaillée. Grâce à James Webb, une véritable avancée en exoplanétologie est attendue : les capacités du télescope seront suffisantes non seulement pour détecter les exoplanètes elles-mêmes, mais même les satellites et les raies spectrales de ces planètes.

11. Tests des ingénieurs dans la chambre. système de levage du télescope, 9 septembre 2014. (Photo de Chris Gunn) :

12. Recherche sur les miroirs, 29 septembre 2014. La forme hexagonale des segments n'a pas été choisie par hasard. Il a un facteur de remplissage élevé et une symétrie du sixième ordre. Un facteur de remplissage élevé signifie que les segments s'emboîtent sans espace. Grâce à la symétrie, les 18 segments de miroir peuvent être divisés en trois groupes, dans chacun desquels les réglages des segments sont identiques. Enfin, il est souhaitable que le miroir ait une forme proche de la circulaire - pour focaliser la lumière sur les détecteurs de la manière la plus compacte possible. Un miroir ovale, par exemple, produirait une image allongée, tandis qu’un miroir carré enverrait beaucoup de lumière depuis la zone centrale. (Photo de Chris Gunn) :

13. Nettoyer le miroir avec de la neige carbonique. Ici, personne ne se frotte aux chiffons. (Photo de Chris Gunn) :

14. La chambre A est une chambre d'essai sous vide géante qui simulera l'espace extra-atmosphérique lors des tests du télescope James Webb, le 20 mai 2015. (Photo de Chris Gunn) :

17. La taille de chacun des 18 segments hexagonaux du miroir est de 1,32 mètre d’un bord à l’autre. (Photo de Chris Gunn) :

18. La masse du miroir lui-même dans chaque segment est de 20 kg et la masse de l'ensemble du segment assemblé est de 40 kg. (Photo de Chris Gunn) :

19. Un type spécial de béryllium est utilisé pour le miroir du télescope James Webb. C'est une poudre fine. La poudre est placée dans un récipient en acier inoxydable et pressée pour obtenir une forme plate. Une fois le récipient en acier retiré, le morceau de béryllium est coupé en deux pour former deux ébauches de miroir d'environ 1,3 mètre de diamètre. Chaque ébauche de miroir est utilisée pour créer un segment. (Photo de Chris Gunn) :

20. Ensuite, la surface de chaque miroir est meulée pour lui donner une forme proche de celle calculée. Après cela, le miroir est soigneusement lissé et poli. Ce processus est répété jusqu'à ce que la forme du segment de miroir soit proche de l'idéal. Ensuite, le segment est refroidi à une température de -240 °C et les dimensions du segment sont mesurées à l'aide d'un interféromètre laser. Ensuite, le miroir, compte tenu des informations reçues, subit un polissage final. (Photo de Chris Gunn) :

21. Une fois le segment traité, la face avant du miroir est recouverte d'une fine couche d'or pour mieux refléter le rayonnement infrarouge dans la plage de 0,6 à 29 microns, et le segment fini est à nouveau testé à des températures cryogéniques. (Photo de Chris Gunn) :

22. Travaux sur le télescope en novembre 2016. (Photo de Chris Gunn) :

23. La NASA a achevé l'assemblage du télescope spatial James Webb en 2016 et a commencé à le tester. Il s'agit d'une photo du 5 mars 2017. Aux expositions longues, les techniques ressemblent à des fantômes. (Photo de Chris Gunn) :

26. La porte de la même chambre A de la 14e photographie, dans laquelle l'espace extra-atmosphérique est simulé. (Photo de Chris Gunn) :

28. Les plans actuels prévoient que le télescope soit lancé sur une fusée Ariane 5 au printemps 2019. Lorsqu'on lui a demandé ce que les scientifiques espéraient apprendre du nouveau télescope, le scientifique principal du projet, John Mather, a répondu : "J'espère que nous trouverons quelque chose dont personne ne sait rien." MISE À JOUR. Le lancement du télescope James Webb a été reporté à 2020.(Photo de Chris Gunn).

Poursuite de l'examen des plus grands télescopes du monde, entamé en

Le diamètre du miroir principal est supérieur à 6 mètres.

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Télescope multi-miroirs

La tour du télescope multimiroir avec la comète Hale-Bopp en arrière-plan. Mont Hopkins (États-Unis).

Télescope à miroirs multiples (MMT). Situé à l'observatoire "Mont Hopkins" en Arizona, (USA) sur le Mont Hopkins à 2606 mètres d'altitude. Le diamètre du miroir est de 6,5 mètres. J'ai commencé à travailler avec le nouveau miroir le 17 mai 2000.

En fait, ce télescope a été construit en 1979, mais à cette époque, sa lentille était composée de six miroirs de 1,8 mètre, ce qui équivaut à un miroir d'un diamètre de 4,5 mètres. Au moment de sa construction, il s'agissait du troisième télescope le plus puissant au monde après le BTA-6 et le Hale (voir post précédent).

Les années ont passé, la technologie s'est améliorée et déjà dans les années 90, il est devenu évident qu'en investissant une somme d'argent relativement faible, on pouvait remplacer 6 miroirs séparés par un seul grand. De plus, cela ne nécessitera pas de modifications significatives dans la conception du télescope et de la tour, et la quantité de lumière collectée par la lentille augmentera jusqu'à 2,13 fois.

Télescope à miroirs multiples avant (à gauche) et après (à droite) la reconstruction.

Ces travaux ont été achevés en mai 2000. Un miroir de 6,5 mètres a été installé, ainsi que des systèmes actif Et optique adaptative. Il ne s'agit pas d'un miroir solide, mais d'un miroir segmenté, composé de segments à 6 angles précisément ajustés, il n'était donc pas nécessaire de changer le nom du télescope. Est-il possible que parfois ils aient commencé à ajouter le préfixe « nouveau ».

Le nouveau MMT, en plus de voir des étoiles 2,13 fois plus faibles, a un champ de vision 400 fois plus grand. Le travail n’a donc clairement pas été vain.

Optique active et adaptative

Système optique active permet, à l'aide d'entraînements spéciaux installés sous le miroir principal, de compenser la déformation du miroir lors de la rotation du télescope.

Optique adaptative, en suivant la distorsion de la lumière des étoiles artificielles dans l'atmosphère créée à l'aide de lasers et de la courbure correspondante des miroirs auxiliaires, compense les distorsions atmosphériques.

Télescopes Magellan

Télescopes Magellan. Chili. Situés à 60 m les uns des autres, ils peuvent fonctionner en mode interféromètre.

Télescopes Magellan- deux télescopes - Magellan-1 et Magellan-2, dotés de miroirs de 6,5 mètres de diamètre. Situé au Chili, dans l'observatoire "Las Campanas"à une altitude de 2400 km. En plus du nom commun, chacun d'eux a également son propre nom - le premier, du nom de l'astronome allemand Walter Baade, a commencé ses travaux le 15 septembre 2000, le second, du nom de Landon Clay, un philanthrope américain, est entré en service le 7 septembre 2002.

L'Observatoire de Las Campanas est situé à deux heures de voiture de la ville de La Serena. C'est un très bon endroit pour l'emplacement de l'observatoire, à la fois en raison de l'altitude assez élevée au-dessus du niveau de la mer et en raison de l'éloignement des zones peuplées et des sources de poussière. Deux télescopes jumeaux, Magellan-1 et Magellan-2, fonctionnant à la fois individuellement et en mode interféromètre (comme une seule unité), constituent actuellement les principaux instruments de l'observatoire (il y a également un réflecteur de 2,5 mètres et deux réflecteurs de 1 mètre).

Télescope géant Magellan (GMT). Projet. Date de mise en œuvre : 2016.

Le 23 mars 2012, la construction du télescope géant Magellan (GMT) a débuté par une explosion spectaculaire au sommet d'une des montagnes voisines. Le sommet de la montagne a été démoli pour faire place à un nouveau télescope, qui devrait entrer en service en 2016.

Le télescope géant Magellan (GMT) sera composé de sept miroirs de 8,4 mètres chacun, ce qui équivaut à un miroir de 24 mètres de diamètre, pour lequel il a déjà été surnommé « Sept yeux ». De tous les grands projets de télescopes, celui-ci (en 2012) est le seul dont la mise en œuvre est passée du stade de la planification à la construction pratique.

Télescopes Gémeaux

Tour du télescope Gemini North. Hawaii. Volcan Mauna Kea (4200 m). "Gémeaux Sud" Chili. Mont Serra Pachon (2700 m).

Il existe également deux télescopes jumeaux, seul chacun des « frères » est situé dans une partie différente du monde. Le premier est "Gemini North" - à Hawaï, au sommet du volcan éteint Mauna Kea (altitude 4200 m). Le second est « Gemini Sud », situé au Chili sur le mont Serra Pachon (altitude 2700 m).

Les deux télescopes sont identiques, leurs diamètres de miroir sont de 8,1 mètres, ils ont été construits en 2000 et appartiennent à l'Observatoire Gemini, géré par un consortium de 7 pays.

Les télescopes de l'observatoire étant situés dans différents hémisphères de la Terre, tout le ciel étoilé est disponible pour l'observation par cet observatoire. De plus, les systèmes de contrôle des télescopes sont adaptés pour un fonctionnement à distance via Internet, de sorte que les astronomes n'ont pas à parcourir de longues distances d'un télescope à l'autre.

Gémeaux du Nord. Vue à l'intérieur de la tour.

Chacun des miroirs de ces télescopes est constitué de 42 fragments hexagonaux soudés et polis. Les télescopes utilisent des systèmes d'optique active (120 lecteurs) et adaptative, un système d'argenture spécial pour miroirs, qui offre une qualité d'image unique dans la gamme infrarouge, un système de spectroscopie multi-objets, en général, un « bourrage complet » des technologies les plus modernes. . Tout cela fait de l’Observatoire Gemini l’un des laboratoires astronomiques les plus avancés aujourd’hui.

Télescope Subaru

Télescope japonais "Subaru". Hawaii.

« Subaru » en japonais signifie « Pléiades » ; tout le monde, même un astronome débutant, connaît le nom de ce magnifique amas d'étoiles. Télescope Subaru fait parti Observatoire astronomique national japonais, mais situé à Hawaï, sur le territoire de l'Observatoire Mauna Kéa, à une altitude de 4139 m, soit à côté des Gémeaux du nord. Le diamètre de son miroir principal est de 8,2 mètres. La « première lumière » a été vue en 1999.

Son miroir principal est le plus grand miroir de télescope solide au monde, mais il est relativement fin - 20 cm, son poids n'est "que" de 22,8 tonnes. Cela permet une utilisation efficace du système optique actif le plus précis de 261 lecteurs. Chaque entraînement transmet sa force au miroir, lui donnant une surface idéale dans n'importe quelle position, ce qui nous permet d'obtenir une qualité d'image presque record à ce jour.

Un télescope doté de telles caractéristiques est simplement obligé de « voir » des merveilles jusqu’alors inconnues de l’univers. En effet, grâce à son aide, la galaxie la plus lointaine connue à ce jour a été découverte (distance 12,9 milliards d'années-lumière), la plus grande structure de l'univers - un objet de 200 millions d'années-lumière de long, probablement l'embryon d'un futur nuage de galaxies, 8 nouvelles satellites de Saturne. Ce télescope s'est également « particulièrement distingué » dans la recherche d'exoplanètes et la photographie de nuages ​​protoplanétaires (des amas de protoplanètes sont même visibles sur certaines images).

Télescope Hobby-Eberly

Observatoire MacDonald. Télescope Hobby-Eberly. ETATS-UNIS. Texas.

Le télescope Hobby-Eberly (HET)- situé aux USA, en Observatoire MacDonald. L'observatoire est situé sur le mont Faulks, à 2 072 m d'altitude. Les travaux ont débuté en décembre 1996. L'ouverture effective du miroir principal est de 9,2 m (en fait, le miroir a une taille de 10 x 11 m, mais les dispositifs de réception de lumière situés dans le nœud focal coupent les bords jusqu'à un diamètre de 9,2 mètres.)

Malgré le grand diamètre du miroir principal de ce télescope, Hobby-Eberle peut être classé comme un projet à petit budget - il n'a coûté que 13,5 millions de dollars américains. Ce n'est pas grand-chose, par exemple, le même « Subaru » a coûté environ 100 millions à ses créateurs.

Nous avons réussi à économiser du budget grâce à plusieurs caractéristiques de conception :

• Premièrement, ce télescope a été conçu comme un spectrographe, et pour les observations spectrales, un miroir primaire sphérique plutôt que parabolique suffit, ce qui est beaucoup plus simple et moins cher à fabriquer.
• Deuxièmement, le miroir principal n'est pas solide, mais composé de 91 segments identiques (puisque sa forme est sphérique), ce qui réduit également considérablement le coût de conception.
• Troisièmement, le miroir principal forme un angle fixe par rapport à l'horizon (55°) et ne peut pivoter que de 360° autour de son axe. Cela élimine la nécessité d'équiper le miroir d'un système complexe de réglage de forme (optique active), puisque son angle d'inclinaison ne change pas.

Mais malgré cette position fixe du miroir principal, cet instrument optique couvre 70 % de la sphère céleste grâce au mouvement du module récepteur de lumière de 8 tonnes dans la région focale. Après avoir pointé un objet, le miroir principal reste immobile et seule l'unité focale bouge. Le temps de suivi continu d'un objet varie de 45 minutes à l'horizon à 2 heures au sommet du ciel.

Grâce à sa spécialisation (spectrographie), le télescope est utilisé avec succès, par exemple, pour rechercher des exoplanètes ou pour mesurer la vitesse de rotation d'objets spatiaux.

Grand télescope sud-africain

Grand télescope sud-africain. SEL. AFRIQUE DU SUD.

Grand télescope d'Afrique australe (SALT)- est situé en Afrique du Sud à Observatoire astronomique sud-africain 370 km au nord-est du Cap. L'observatoire est situé sur le plateau sec du Karoo, à 1783 m d'altitude. Première lumière - septembre 2005. Dimensions du miroir 11x9,8 m.

Le gouvernement de la République d'Afrique du Sud, inspiré par le faible coût du télescope HET, a décidé de construire son analogue afin de suivre le rythme des autres pays développés dans l'étude de l'univers. En 2005, la construction était terminée, le budget total du projet s'élevait à 20 millions de dollars américains, dont la moitié était destinée au télescope lui-même, l'autre moitié au bâtiment et à l'infrastructure.

Le télescope SALT étant un analogue presque complet du HET, tout ce qui a été dit ci-dessus à propos du HET s'applique également à lui.

Mais, bien sûr, cela ne pouvait se faire sans une certaine modernisation - cela concernait principalement la correction de l'aberration sphérique du miroir et une augmentation du champ de vision, grâce à laquelle, en plus de fonctionner en mode spectrographe, ce télescope est capable d'obtenir d'excellentes photographies d'objets avec une résolution allant jusqu'à 0,6". Cet appareil n'est pas équipé d'optique adaptative (le gouvernement sud-africain n'avait probablement pas assez d'argent).

D'ailleurs, le miroir de ce télescope, le plus grand de l'hémisphère sud de notre planète, a été fabriqué à l'usine de verre optique de Lytkarino, c'est-à-dire au même endroit que le miroir du télescope BTA-6, le plus grand de Russie. .

Le plus grand télescope du monde

Grand télescope des Canaries

Tour du Télescope de Grande Canarie. Îles Canaries (Espagne).

Le Gran Telescopio CANARIAS (GTC)- situé au sommet du volcan éteint Muchachos sur l'île de La Palma au nord-ouest de l'archipel des Canaries, à une altitude de 2396 m. Le diamètre du miroir principal est de 10,4 m (superficie - 74 m². ) Début des travaux - juillet 2007.

L'observatoire s'appelle Roque de los Muchachos. L'Espagne, le Mexique et l'Université de Floride ont participé à la création du GTC. Ce projet a coûté 176 millions de dollars, dont 51 % ont été payés par l'Espagne.

Le miroir du Télescope de Grande Canarie d'un diamètre de 10,4 mètres, composé de 36 segments hexagonaux - le plus grand existant au monde aujourd'hui(2012). Réalisé par analogie avec les télescopes Keck.

..et il semble que GTC détiendra la tête dans ce paramètre jusqu'à ce qu'un télescope avec un miroir d'un diamètre 4 fois plus grand soit construit au Chili sur le mont Armazones (3 500 m) - "Télescope extrêmement grand"(European Extremely Large Telescope), ou le télescope de trente mètres ne sera pas construit à Hawaï(Télescope de trente mètres). On ne sait pas lequel de ces deux projets concurrents sera mis en œuvre le plus rapidement, mais selon le plan, les deux devraient être achevés d'ici 2018, ce qui semble plus douteux pour le premier projet que pour le second.

Bien sûr, il existe également des miroirs de 11 mètres des télescopes HET et SALT, mais comme mentionné ci-dessus, sur 11 mètres, ils n'utilisent effectivement que 9,2 m.

Bien qu'il s'agisse du plus grand télescope au monde en termes de taille de miroir, il ne peut pas être qualifié de plus puissant en termes de caractéristiques optiques, car il existe dans le monde des systèmes multi-miroirs supérieurs au GTC en termes de vigilance. Ils seront discutés plus loin..

Grand télescope binoculaire

Tour du Grand Télescope Binoculaire. ETATS-UNIS. Arizona.

(Grand Télescope Binoculaire - LBT)- situé sur le mont Graham (hauteur 3,3 km) en Arizona (USA). Appartient à l'Observatoire International Mont Graham. Sa construction a coûté 120 millions de dollars, cet argent ayant été investi par les États-Unis, l'Italie et l'Allemagne. LBT est un système optique composé de deux miroirs d'un diamètre de 8,4 mètres, ce qui en termes de sensibilité lumineuse équivaut à un miroir d'un diamètre de 11,8 m. En 2004, LBT a « ouvert un œil », en 2005 un deuxième miroir a été installé. . Mais ce n'est que depuis 2008 qu'il a commencé à fonctionner en mode binoculaire et en mode interféromètre.

Grand télescope binoculaire. Schème.

Les centres des miroirs sont situés à une distance de 14,4 mètres, ce qui rend le pouvoir de résolution du télescope équivalent à 22 mètres, soit près de 10 fois supérieur à celui du célèbre télescope spatial Hubble. La superficie totale des miroirs est de 111 mètres carrés. m., soit jusqu'à 37 m². m. plus que GTC.

Bien sûr, si l'on compare le LBT avec des systèmes multi-télescopes, tels que les télescopes Keck ou le VLT, qui peuvent fonctionner en mode interféromètre avec des bases (distance entre les composants) plus grandes que le LBT et, par conséquent, fournir une résolution encore plus grande, alors le grand télescope binoculaire leur sera inférieur en termes de cet indicateur. Mais comparer les interféromètres avec les télescopes conventionnels n'est pas tout à fait correct, car ils ne peuvent pas fournir de photographies d'objets étendus avec une telle résolution.

Étant donné que les deux miroirs LBT envoient la lumière vers un foyer commun, c'est-à-dire qu'ils font partie d'un seul dispositif optique, contrairement aux télescopes, dont nous parlerons plus tard, ainsi que la présence des derniers systèmes d'optique active et adaptative dans ces jumelles géantes, cela peut être a fait valoir que Le grand télescope binoculaire est actuellement l’instrument optique le plus avancé au monde.

Télescopes William Keck

Tours du télescope William Keck. Hawaii.

Keck je Et Keck II- une autre paire de télescopes jumeaux. Lieu : Hawaï, Observatoire Mauna Kéa, au sommet du volcan Mauna Kea (hauteur 4139 m), c'est-à-dire au même endroit que les télescopes japonais Subaru et Gemini North. Le premier Keck a été inauguré en mai 1993, le second en 1996.

Le diamètre du miroir principal de chacun d'eux est de 10 mètres, c'est-à-dire que chacun d'eux est individuellement le deuxième plus grand télescope au monde après celui de Grande Canarie, assez légèrement inférieur à ce dernier en taille, mais le surpassant en "voyante". , grâce à la possibilité de travailler en binôme et également à un emplacement plus élevé au-dessus du niveau de la mer. Chacun d'eux est capable de fournir une résolution angulaire allant jusqu'à 0,04 seconde d'arc, et lorsqu'ils travaillent ensemble, en mode interféromètre avec une base de 85 mètres, jusqu'à 0,005″.

Les miroirs paraboliques de ces télescopes sont constitués de 36 segments hexagonaux, chacun étant équipé d'un système de support spécial contrôlé par ordinateur. La première photographie a été prise en 1990, lorsque le premier Keck n'avait que 9 segments installés, il s'agissait d'une photographie de la galaxie spirale NGC1232.

Très grand télescope

Très grand télescope. Chili.

Très grand télescope (VLT). Localisation - Mont Paranal (2635 m) dans le désert d'Atacama dans la cordillère des Andes chiliennes. En conséquence, l'observatoire s'appelle Paranal, il appartient à Observatoire européen austral (ESO), qui comprend 9 pays européens.

Le VLT est un système de quatre télescopes de 8,2 mètres et de quatre autres télescopes auxiliaires de 1,8 mètres. Le premier des principaux instruments est entré en vigueur en 1999, le dernier en 2002, puis les instruments auxiliaires. Ensuite, pendant plusieurs années encore, des travaux ont été menés pour mettre en place le mode interférométrique ; les instruments ont d'abord été connectés par paires, puis tous ensemble.

Actuellement, les télescopes peuvent fonctionner en mode interféromètre cohérent avec une base d'environ 300 mètres et une résolution allant jusqu'à 10 microarcsecondes. En outre, à la manière d'un seul télescope incohérent, la lumière est collectée dans un récepteur via un système de tunnels souterrains, tandis que l'ouverture d'un tel système est équivalente à celle d'un appareil avec un diamètre de miroir de 16,4 mètres.

Naturellement, chacun des télescopes peut fonctionner séparément, recevant des photographies du ciel étoilé avec une exposition allant jusqu'à 1 heure, au cours desquelles des étoiles jusqu'à 30e magnitude sont visibles.

La première photo directe d'une exoplanète, à côté de l'étoile 2M1207 dans la constellation du Centaure. Reçu au VLT en 2004.

L'équipement matériel et technique de l'Observatoire de Paranal est le plus avancé au monde. Il est plus difficile de dire quels instruments d'observation de l'univers ne sont pas présents ici que d'énumérer lesquels le sont. Il s'agit de spectrographes de toutes sortes, ainsi que de récepteurs de rayonnements allant de l'ultraviolet à l'infrarouge, ainsi que de tous les types possibles.

Comme indiqué ci-dessus, le système VLT peut fonctionner comme une unité unique, mais il s'agit d'un mode très coûteux et est donc rarement utilisé. Le plus souvent, pour fonctionner en mode interférométrique, chacun des grands télescopes travaille en tandem avec son assistant de 1,8 mètre (Auxiliary Telescope - AT). Chacun des télescopes auxiliaires peut se déplacer sur des rails par rapport à son « patron », occupant la position la plus avantageuse pour observer un objet donné.

Tout cela fait Le VLT est le système optique le plus puissant au monde, et l'ESO est l'observatoire astronomique le plus avancé au monde, c'est le paradis des astronomes. Le VLT a fait de nombreuses découvertes astronomiques, ainsi que des observations auparavant impossibles, par exemple, la première image directe au monde d'une exoplanète a été obtenue.

L’image la plus détaillée d’une galaxie voisine à ce jour. Andromède a été photographiée à l'aide de la nouvelle caméra ultra-haute résolution Hyper-Suprime Cam (HSC) installée sur le télescope japonais Subaru. Il s'agit de l'un des plus grands télescopes optiques fonctionnels au monde, avec un diamètre de miroir primaire de plus de huit mètres. En astronomie, la taille est souvent un facteur critique. Examinons de plus près d'autres géants qui repoussent les limites de nos observations de l'espace.

1. "Subaru"

Le télescope Subaru est situé au sommet du volcan Mauna Kea (Hawaï) et fonctionne depuis quatorze ans. Il s'agit d'un télescope à réflexion fabriqué selon la conception optique Ritchie-Chrétien avec un miroir primaire de forme hyperbolique. Pour minimiser la distorsion, sa position est constamment ajustée par un système de deux cent soixante et un entraînements indépendants. Même le corps du bâtiment a une forme spéciale qui réduit l'impact négatif des flux d'air turbulents.

Télescope « Subaru » (photo : naoj.org).

En règle générale, les images de ces télescopes ne sont pas disponibles pour une perception directe. Il est enregistré par des matrices de caméras, d'où il est transmis à des moniteurs haute résolution et stocké dans des archives pour une étude détaillée. « Subaru » se distingue également par le fait qu'il permettait auparavant d'effectuer des observations à l'ancienne. Avant d'installer les caméras, un oculaire a été construit, dans lequel regardaient non seulement les astronomes de l'observatoire national, mais également les plus hauts responsables du pays, dont la princesse Sayako Kuroda, fille de l'empereur Akihito du Japon.

Aujourd'hui, jusqu'à quatre caméras et spectrographes peuvent être installés simultanément sur Subaru pour des observations dans la gamme de la lumière visible et infrarouge. Le plus avancé d'entre eux (HSC) a été créé par Canon et fonctionne depuis 2012.

La caméra HSC a été conçue à l'Observatoire astronomique national du Japon avec la participation de nombreuses organisations partenaires d'autres pays. Il se compose d'un bloc d'objectif de 165 cm de haut, de filtres, d'un obturateur, de six lecteurs indépendants et d'une matrice CCD. Sa résolution effective est de 870 mégapixels. La caméra Subaru Prime Focus précédemment utilisée avait une résolution d'un ordre de grandeur inférieure - 80 mégapixels.

Puisque HSC a été développé pour un télescope spécifique, le diamètre de sa première lentille est de 82 cm, soit exactement dix fois plus petit que le diamètre du miroir principal Subaru. Pour réduire le bruit, la matrice est installée dans une chambre Dewar cryogénique sous vide et fonctionne à une température de -100 °C.

Le télescope Subaru a tenu la palme jusqu'en 2005, date à laquelle la construction du nouveau géant, SALT, a été achevée.

2. SEL

Le Grand télescope sud-africain (SALT) est situé au sommet d'une colline à trois cent soixante-dix kilomètres au nord-est du Cap, près de la ville de Sutherland. Il s’agit du plus grand télescope optique opérationnel permettant d’observer l’hémisphère sud. Son miroir principal, mesurant 11,1 x 9,8 mètres, est constitué de quatre-vingt-onze plaques hexagonales.

Les miroirs primaires de grand diamètre sont extrêmement difficiles à fabriquer en tant que structure monolithique, c'est pourquoi les plus grands télescopes ont des miroirs composites. Pour la fabrication des plaques, divers matériaux à dilatation thermique minimale, tels que la vitrocéramique, sont utilisés.

La mission principale de SALT est d'étudier les quasars, les galaxies lointaines et d'autres objets dont la lumière est trop faible pour être observés par la plupart des autres instruments astronomiques. SALT a une architecture similaire à celle de Subaru et de quelques autres télescopes célèbres de l'observatoire du Mauna Kea.

3. Keck

Les miroirs de dix mètres des deux télescopes principaux de l'Observatoire Keck sont constitués de trente-six segments et permettent à eux seuls d'atteindre une haute résolution. Cependant, la principale caractéristique de cette conception est que deux de ces télescopes peuvent fonctionner ensemble en mode interféromètre. La paire Keck I et Keck II est équivalente en résolution à un hypothétique télescope avec un miroir de 85 mètres de diamètre, dont la création est techniquement impossible aujourd'hui.

Pour la première fois, un système d'optique adaptative avec réglage du faisceau laser a été testé sur les télescopes Keck. En analysant la nature de sa propagation, l'automatisme compense les interférences atmosphériques.

Les sommets des volcans éteints constituent l’un des meilleurs sites pour la construction de télescopes géants. L'altitude élevée au-dessus du niveau de la mer et l'éloignement des grandes villes offrent d'excellentes conditions d'observation.

4.CGV

Le Grand Canary Telescope (GTC) est également situé au sommet du volcan, à l'observatoire de La Palma. En 2009, il est devenu le télescope optique au sol le plus grand et le plus avancé. Son miroir principal, d'un diamètre de 10,4 mètres, se compose de trente-six segments et est considéré comme le plus avancé jamais créé. Le coût relativement faible de ce projet grandiose est d'autant plus surprenant. Avec la caméra infrarouge CanariCam et l'équipement auxiliaire, seulement 130 millions de dollars ont été dépensés pour la construction du télescope.

Grâce à CanariCam, des études spectroscopiques, coronographiques et polarimétriques sont réalisées. La partie optique est refroidie à 28 K et le détecteur lui-même est refroidi à 8 degrés au-dessus du zéro absolu.

5.LSST

La génération des grands télescopes dotés d’un diamètre de miroir primaire pouvant atteindre dix mètres touche à sa fin. Les projets les plus proches incluent la création d'une série de nouveaux miroirs avec une taille des miroirs multipliée par deux à trois. L'année prochaine déjà, la construction d'un télescope réfléchissant à grand angle, le Large Synoptic Survey Telescope (LSST), est prévue dans le nord du Chili.

LSST – Grand télescope d'enquête (image : lsst.org).

Il devrait avoir le plus grand champ de vision (sept diamètres apparents du Soleil) et une caméra avec une résolution de 3,2 gigapixels. Au cours d'une année, le LSST doit prendre plus de deux cent mille photographies, dont le volume total sous forme non compressée dépassera le pétaoctet.

La tâche principale sera d'observer des objets à très faible luminosité, notamment des astéroïdes qui menacent la Terre. Des mesures de lentilles gravitationnelles faibles pour détecter des signes de matière noire et l'enregistrement d'événements astronomiques à court terme (comme une explosion de supernova) sont également prévus. Selon les données du LSST, il est prévu de créer une carte interactive et constamment mise à jour du ciel étoilé, accessible gratuitement via Internet.

Avec un financement adéquat, le télescope sera mis en service en 2020. La première étape nécessite 465 millions de dollars.

6.GMT

Le télescope géant Magellan (GMT) est un instrument astronomique prometteur en cours de développement à l'observatoire de Las Campanas au Chili. L'élément principal de ce télescope de nouvelle génération sera un miroir composite de sept segments concaves d'un diamètre total de 24,5 mètres.

Même en tenant compte des distorsions introduites par l'atmosphère, le détail des images qu'il prendra sera environ dix fois plus élevé que celui du télescope orbital Hubble. En août 2013, le moulage du troisième miroir est terminé. Le télescope devrait être mis en service en 2024. Le coût du projet est aujourd'hui estimé à 1,1 milliard de dollars.

7.TMT

Le Thirty Meter Telescope (TMT) est un autre projet de télescope optique de nouvelle génération pour l’observatoire du Mauna Kea. Le miroir principal d'un diamètre de 30 mètres sera composé de 492 segments. Sa résolution est estimée à douze fois supérieure à celle de Hubble.

La construction devrait commencer l’année prochaine et s’achever d’ici 2030. Coût estimé : 1,2 milliard de dollars.

8. E-ELT

Le télescope européen de très grande taille (E-ELT) semble aujourd'hui le plus attractif en termes de capacités et de coûts. Le projet envisage sa création dans le désert d'Atacama au Chili d'ici 2018. Le coût actuel est estimé à 1,5 milliard de dollars. Le diamètre du miroir principal sera de 39,3 mètres. Il sera composé de 798 segments hexagonaux, chacun mesurant environ un mètre et demi de diamètre. Le système d'optique adaptative éliminera la distorsion à l'aide de cinq miroirs supplémentaires et de six mille lecteurs indépendants.

Télescope européen de très grande taille – E-ELT (photo : ESO).

La masse estimée du télescope est supérieure à 2 800 tonnes. Il sera équipé de six spectrographes, d'une caméra proche infrarouge MICADO et d'un instrument spécialisé EPICS optimisé pour la recherche de planètes telluriques.

La tâche principale de l'équipe de l'observatoire E-ELT sera une étude détaillée des exoplanètes actuellement découvertes et la recherche de nouvelles. Les objectifs supplémentaires incluent la détection des signes de la présence d’eau et de matière organique dans leur atmosphère, ainsi que l’étude de la formation des systèmes planétaires.

Le domaine optique ne représente qu’une petite partie du spectre électromagnétique et possède un certain nombre de propriétés qui limitent les capacités d’observation. De nombreux objets astronomiques sont pratiquement indétectables dans le spectre visible et proche infrarouge, mais se révèlent en même temps grâce aux impulsions radiofréquences. Par conséquent, dans l'astronomie moderne, un rôle important est attribué aux radiotélescopes, dont la taille affecte directement leur sensibilité.

9.Arecibo

L'un des principaux observatoires de radioastronomie, Arecibo (Porto Rico), abrite le plus grand radiotélescope à ouverture unique avec un diamètre de réflecteur de trois cent cinq mètres. Il se compose de 38 778 panneaux d'aluminium d'une superficie totale d'environ soixante-treize mille mètres carrés.

Radiotélescope de l’Observatoire d’Arecibo (photo : NAIC – Observatoire d’Arecibo).

Avec son aide, un certain nombre de découvertes astronomiques ont déjà été faites. Par exemple, le premier pulsar contenant des exoplanètes a été découvert en 1990, et des dizaines de pulsars radio doubles ont été découverts ces dernières années dans le cadre du projet informatique distribué Einstein@home. Cependant, pour un certain nombre de tâches de radioastronomie moderne, les capacités d’Arecibo sont déjà à peine suffisantes. De nouveaux observatoires seront créés sur le principe de réseaux évolutifs avec la perspective de croître jusqu'à des centaines, voire des milliers d'antennes. ALMA et SKA en feront partie.

10. ALMA et SKA

L’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) est un réseau d’antennes paraboliques atteignant 12 mètres de diamètre et pesant plus de cent tonnes chacune. À la mi-automne 2013, le nombre d'antennes combinées en un seul interféromètre radio ALMA atteindra soixante-six. Comme la plupart des projets astronomiques modernes, ALMA coûte plus d’un milliard de dollars.

Le Square Kilometer Array (SKA) est un autre interféromètre radio issu d'un réseau d'antennes praboliques situé en Afrique du Sud, en Australie et en Nouvelle-Zélande sur une superficie totale d'environ un kilomètre carré.

Antennes de l'interféromètre radio « Square Kilometer Array » (photo : stfc.ac.uk).

Sa sensibilité est environ cinquante fois supérieure à celle du radiotélescope de l'Observatoire d'Arecibo. Le SKA est capable de détecter les signaux ultra-faibles provenant d’objets astronomiques situés à 10-12 milliards d’années-lumière de la Terre. Les premières observations devraient commencer en 2019. Le projet est estimé à 2 milliards de dollars.

Malgré l'énorme taille des télescopes modernes, leur complexité prohibitive et de nombreuses années d'observations, l'exploration spatiale ne fait que commencer. Même dans le système solaire, seule une petite partie des objets qui méritent notre attention et peuvent influencer le destin de la Terre ont été découverts jusqu'à présent.

Le terme télescope signifie littéralement « regarder au loin ». Les appareils optiques modernes permettent aux astronomes d'étudier notre système solaire et de découvrir de nouvelles planètes situées au-delà de ses frontières. Le top dix ci-dessous comprend les télescopes les plus puissants au monde.

10. BTA

BTA ouvre le classement des télescopes les plus puissants, qui possède l'un des plus grands miroirs monolithiques au monde. Ce géant, construit dans les années 70 du siècle dernier, détient toujours l'avantage en termes de plus grand dôme astronomique. Le miroir d'un diamètre de plus de 6 mètres est réalisé sous la forme d'un paraboloïde de rotation. Sa masse est de quarante-deux tonnes, si l'on ne tient pas compte du poids du châssis. La masse totale de ce géant est de 850 tonnes. Le concepteur en chef du BTA est B.K. Ionnisani. Le revêtement réfléchissant du miroir était en aluminium non protégé. La couche de travail doit être remplacée tous les dix ans.

9. Télescope géant Magellan

Télescope géant Magellan est l'un des dix plus grands et des plus puissants au monde. L'achèvement complet de sa construction est prévu pour 2020. Pour collecter la lumière, on utilisera un système comprenant sept miroirs primaires, dont chacun aura un diamètre de 8,4 m. L'ouverture totale de l'appareil correspondra à un télescope avec un miroir de plus de 24 m de diamètre. Vraisemblablement, le MHT sera plusieurs fois plus puissant que tous les télescopes modernes. Il est prévu que le MHT devienne le plus puissant et contribue à la découverte de nombreuses nouvelles exoplanètes.

8. Gémeaux Sud et Gémeaux Nord

Gémeaux Sud Et Gémeaux Nord sont un complexe qui comprend deux télescopes de huit mètres de haut. Ils sont conçus pour offrir une couverture complète et dégagée du ciel et sont situés sur différents sommets. Ce sont quelques-uns des télescopes optiques infrarouges les plus puissants et les plus avancés disponibles aujourd’hui. Les appareils fournissent les images les plus claires possibles, obtenues grâce à la spectroscopie et à l’optique adaptative. Les télescopes sont souvent contrôlés à distance. Les appareils participent activement à la recherche d’exoplanètes.

7. Subaru

Subaru- l'un des télescopes les plus puissants au monde, créé par des scientifiques japonais. Il est situé au sommet du volcan Mauna Kea. Il possède l'un des plus grands miroirs monolithiques au monde avec un diamètre de plus de huit mètres. Subaru est capable de détecter des planètes en dehors de notre système solaire, et peut également déterminer leur taille en étudiant la lumière planétaire et détecter les gaz qui dominent l'atmosphère des exoplanètes.

6. Télescope Hobby-Eberly

Télescope Hobby-Eberly est l'un des dix télescopes les plus puissants aujourd'hui avec un diamètre de miroir principal supérieur à neuf mètres. Lors de sa création, de nombreuses innovations ont été utilisées, ce qui constitue l'un des principaux avantages de cet appareil. Le miroir principal comprend 91 éléments qui fonctionnent comme une seule unité. Hobby - Eberly est utilisé à la fois pour étudier notre système solaire et pour étudier les objets extragalactiques. Avec son aide, plusieurs exoplanètes ont été découvertes.

5. SEL

SEL– le nom complet ressemble à Southern African Large Telescope. Le dispositif optique possède un grand miroir principal dont le diamètre est de onze mètres et se compose d'un ensemble de miroirs. Il est situé sur une colline de près de 1,8 km d'altitude, près de la province de Sutherland. Grâce à cet appareil, les spécialistes de l'astronomie effectuent des recherches sur les galaxies proches et découvrent de nouvelles planètes. Cet appareil astronomique le plus puissant permet différents types d’analyses du rayonnement des objets astronomiques.

4.LBT

LBT ou Grand Télescope Binoculaire traduit en russe signifie Grand Télescope Binoculaire. Il s’agit de l’un des appareils les plus avancés technologiquement et doté de la résolution optique la plus élevée au monde. Il est situé à plus de 3 kilomètres d'altitude sur une montagne appelée Graham. L'appareil comprend une paire d'énormes miroirs paraboliques d'un diamètre de 8,4 m. Ils sont installés sur une monture commune, d'où le nom de « jumelles ». En termes de puissance, l'instrument astronomique équivaut à un télescope avec un miroir d'un diamètre supérieur à 11 mètres. Grâce à sa structure inhabituelle, l'appareil est capable de produire simultanément des images d'un objet à travers différents filtres. C'est l'un de ses principaux avantages, car grâce à cela vous pouvez réduire considérablement le temps nécessaire pour obtenir toutes les informations nécessaires.

3. Keck I et Keck II

Keck I et Keck II situé tout en haut du Mauna Kea, dont la hauteur dépasse 4 kilomètres d'altitude. Ces instruments astronomiques sont capables de fonctionner en mode interféromètre, utilisé en astronomie pour les télescopes à haute résolution. Ils peuvent remplacer un télescope à grande ouverture par un ensemble d’appareils à petites ouvertures connectés comme un interféromètre. Chacun des miroirs se compose de trente-six petits miroirs hexagonaux. Leur diamètre total est de dix mètres. Les télescopes ont été créés selon le système Ritchie-Chrétien. Les appareils jumeaux sont contrôlés depuis les bureaux du siège de Waimea. C'est grâce à ces unités astronomiques que la plupart des planètes situées en dehors du système solaire ont été découvertes.

2.CGV

CGV– cette abréviation traduite en russe signifie le Grand Canary Telescope. L'appareil a vraiment une taille impressionnante. Ce télescope à réflexion optique possède le plus grand miroir du monde, dont le diamètre dépasse les dix mètres. Il est composé de 36 segments hexagonaux obtenus à partir de matériaux cristallins de verre Zerodur. Cet appareil astronomique possède une optique active et adaptative. Il est situé tout en haut du volcan éteint Muchachos, dans les îles Canaries. Une particularité de l'appareil est la capacité de voir divers objets à une très grande distance, des milliards plus faibles que ce que l'œil nu peut distinguer.

1. ALV

ALV ou Very Large Telescope, qui traduit en russe signifie « très grand télescope ». Il s'agit d'un complexe d'appareils de ce type. Il comprend quatre télescopes optiques distincts et en même nombre. Il s’agit du plus grand dispositif optique au monde en termes de surface totale de miroir. Il possède également la plus haute résolution au monde. L'appareil astronomique est situé au Chili à plus de 2,6 km d'altitude sur une montagne appelée Cerro Paranal, située dans le désert près de l'océan Pacifique. Grâce à ce puissant appareil télescopique, il y a quelques années, les scientifiques ont finalement réussi à obtenir des photographies claires de la planète Jupiter.