Mums, cilvēkiem, ir negausīgs izsalkums izprast Visumu. Kā sacīja Karls Sagans, “izpratne ir ekstazī”. Bet, lai saprastu Visumu, mums ir nepieciešami labāki un labāki veidi, kā to novērot. Un tas nozīmē vienu lietu: lieli, milzīgi, milzīgi teleskopi.
Šajā sērijā mēs apskatīsim 6 pasaules super teleskopus:
- Milzu Magelāna teleskops
- Pārlieku lielais teleskops
- 30 metru teleskops
- Eiropas īpaši lielais teleskops
- Lielais sinoptisko pētījumu teleskops
- Džeimsa Veba kosmiskais teleskops
- Plaša lauka infrasarkano staru teleskops
Milzu Magelāna teleskops (GMT) tiek būvēts Čīlē, Las Kampanas observatorijā, kur atrodas GMT priekšteči Magelāna teleskopi. Čīles Atacama reģions ir lielisks teleskopu atrašanās vieta, jo tam ir lieliski redzamības apstākļi. Tas ir liela augstuma tuksnesis, tāpēc tur ir ārkārtīgi sauss un vēss, ar nelielu gaismas piesārņojumu.
GMT būvē ASV, Austrālija, Dienvidkoreja un Brazīlija. Objekta būvniecību sāka 2015. gadā, un pirmajam apgaismojumam vajadzētu būt 2020. gada sākumā.
Segmentēti spoguļi ir tehnoloģijas virsotne, kad runa ir par super teleskopiem, un GMT ir veidots ap šo tehnoloģiju.
GMT primārais spogulis sastāv no 7 atsevišķiem spoguļiem: vienu centrālo spoguli ieskauj 6 citi spoguļi. Kopā tie veido optisko virsmu, kuras diametrs ir 24,5 metri (80 pēdas). Tas nozīmē, ka GMT kopējā gaismas savākšanas platība būs 368 kvadrātmetri jeb gandrīz 4000 kvadrātpēdas. GMT pārspēs Habla kosmisko teleskopu, ja tā izšķirtspēja būs 10 reizes lielāka.
Iebūvējamo atsevišķo spoguļu lielums ir ierobežots, un GMT 8,4 metru spoguļi ir uzbūves metožu robežas. Tāpēc segmentētās sistēmas tiek izmantotas GMT un citos super teleskopos, kas tiek projektēti un būvēti visā pasaulē.
Šie spoguļi ir mūsdienu inženierijas varoņdarbi. Katra no tiem ir izgatavots no 20 tonnām stikla, un tā izgatavošana prasa gadus. Pirmais spogulis tika uzmests 2005. gadā, un 6 gadus vēlāk tas joprojām tika pulēts. Faktiski spoguļi ir tik masīvi, ka, atnākot no liešanas, tiem ir nepieciešami 6 mēneši, lai atdzesētu.
Tie nav tikai plakani, vienkārši spoguļi. Tie tiek raksturoti kā kartupeļu čipsi, nevis plakani. Tie ir asfēriski, kas nozīmē, ka spoguļu sejām ir stingri izliektas virsmas. Spogulim jābūt precīzi vienādam izliekumam, lai tas darbotos kopā, un tas prasa visaugstāko ražošanu. Spoguļu paraboloidālā forma ir jāslīpē ar precizitāti, kas lielāka par 25 nanometriem. Tas ir apmēram 1/25 pats gaismas viļņa garums!
Faktiski, ja jūs paņemtu vienu no GMT spoguļiem un izplatītu to no ASV austrumu krasta uz rietumu krastu, spoguļa augstākā kalna augstums būtu tikai 1/2 no vienas collas.
Plānots, ka Milzu Magelāna teleskops sāks darboties tikai ar četriem tā spoguļiem. GMT būs arī uzbūvēts papildu spogulis, kas paredzēts tikai neparedzētiem gadījumiem.
GMT spoguļu uzbūvei bija vajadzīgas pilnīgi jaunas testēšanas metodes un aprīkojums, lai sasniegtu šo prasīgo precizitāti. Viss uzdevums gulēja uz Arizonas Universitātes Ričarda F. Karisa spoguļu laboratoriju.
Bet GMT ir vairāk nekā tikai primārais spogulis. Tam ir arī sekundārais spogulis, kas arī ir segmentēts. Katram sekundārā spoguļa segmentam jādarbojas saskaņoti ar tā atbilstošo segmentu uz primārā spoguļa, un attālums no sekundārā spoguļa līdz primārajam spogulim jāmēra vienā daļā no 500 miljoniem. Tam nepieciešama precīza teleskopa korpusa tērauda konstrukcijas inženierija.
GMT pamatā esošā inženierzinātne ir ārkārtīgi prasīga, taču, kad tā darbosies, kāda tā mums palīdzēs uzzināt par Visumu?
"Es domāju, ka patiešām aizraujošas lietas būs lietas, kuras mums vēl nav izdevies." -Dr. Roberts Kiršners
GMT palīdzēs mums tikt galā ar daudzām noslēpumiem Visumā, kā šajā video skaidro Dr. Roberts Kiršners no Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra.
GMT zinātniskie mērķi ir labi izklāstīti, un pārsteigumu īsti nav. GMT mērķi ir uzlabot mūsu izpratni par dažiem mūsu Visuma pamatelementiem:
- Zvaigžņu, planētu un disku veidošanās
- Ekstrasolāru planētu sistēmas
- Zvaigžņu populācijas un ķīmiskā evolūcija
- Galaktiku montāža un evolūcija
- Fiziskā pamati
- Pirmā gaisma un reionizācija
GMT savāks vairāk gaismas nekā jebkurš cits teleskops, kas mums ir, tāpēc tā attīstība tiek tik ļoti sekota. Tā būs pirmā 'joma, kurā tieši attēlot ekstrasolārās planētas, kas būs ārkārtīgi aizraujoši. Izmantojot GMT, mēs, iespējams, varēsim redzēt planētu krāsu un varbūt pat laika apstākļu sistēmas.
Mēs esam pieraduši redzēt Jupitera vētru joslu attēlus un laika apstākļu parādības uz citām mūsu Saules sistēmas planētām, taču spēja redzēt kaut ko līdzīgu uz ārpussaules planētām būs pārsteidzoša. Tas ir kaut kas, ko pat nejauši kosmosā ieinteresēts cilvēks tūlīt aizrauj. Tas ir tāpat kā zinātniskās fantastikas atdzīvošanās.
Protams, mēs joprojām esam tālu no tā, kas notiek. Tā kā pirmā gaisma nav paredzēta līdz 2020. gada sākumam, mums būs jābūt ļoti pacietīgiem.
