Large Binocular Telescope  
Большой бинокулярный телескоп онлайн смотреть  
Большой бинокулярный телескоп
О телескопе
Зеркала
Инструменты
LBTB
Интерферометр
История телескопов
Полезные ресурсы
К сведению

Фотографии
Видео
LBT on-line
Марсоход curiosity (кьюриосити)
Фотографии
Панорама
Солнечная система
Венера
Земля
Куаоар
Луна
Марс
Меркурий
Нептун
Плутон
Сатурн
Солнце
Уран
Юпитер

Астрономия Солнца
Взаимодействие планет
Озоновый слой
Атмосфера
Cодержание озона
Фотохимия озона
Фотохимические процессы
Малые газы
Озоновая дыра
Эволюция озона
Ядерный удар
Охрана озоносферы
Метеорология
Атмосфера
Солнечная радиация
Температурный режим почвы
Температурный режим воздуха
Водяной пар в атмосфере
Испарение
Конденсация водяного пара
Осадки, снежный покров
Погода
А это Челябинск
Метеорит Чебаркуль
Фото отчет
Видео отчет

Третья большая космическая обсерватория США - Chandra (Чандра)

Третья большая космическая обсерватория США - Chandra (Чандра)

Излучения всех небесных тел, исследуемых астрономами до начала ХХ века, описывались тепловыми механизмами, поэтому серьезных причин полагать, что в космосе существует заметное рентгеновское излучение, идущее от объектов с очень высокими температурами (до миллионов градусов), не было. Первый намек на то, что такое излучение все же существует, появился в конце 40-х годов прошлого века, когда впервые было зарегистрировано рентгеновское излучение от Солнца. В конце 50-х были сделаны первые оценки рентгеновских потоков, ожидаемых от излучения обычных звезд. И только в 1962-м счетчики Гейгера, установленные на американской ракете «Аэроби-150», запущенной на высоту 200 км, обнаружили в энергетическом диапазоне от 1,6 до 6,2 КэВ не фоновое излучение, а локальный, неподвижный относительно звезд источник. Определить его точное положение на небе было затруднительно, так как аппаратура не была рассчитана на точное наведение. Но стало ясно, что направление на источник (созвездие Скорпиона) не совладало ни с одним из объектов Солнечной системы. Пepвый же взгляд на небо в рентгеновских лучах поставил задачу, на решение которой потребовались долгие годы. А точка, располагавшаяся в созвездии Скорпиона, стала отправной в истории нового направления астрономии. Существование этого источника, названного SCO Х-1, было подтверждено в 1963 году. В 60-е годы рентгеновские исследования проводились с помощью приборов, установленных на борту ракет и высотных аэростатов. Точность этих приборов была
Вверху: передающие решетки спектрометров;
Собственное имя получают все большие телескопы. Свое название "Чандра" получила в честь выдающегося астрофизика, лауреата Нобелевской премии Субрахманьяна Чандрасекара (1910-1995), он родился в 1910 году в пакистанском городе Лахоре. Он был одним из первым ученых, который сочетал астрономию с физикой.
Внизу: Шлифовка зеркал для "Чандры";

Третья большая космическая обсерватория США - Chandra (Чандра)


Вверху: передающие решетки спектрометров;
Собственное имя получают все большие телескопы. Свое название "Чандра" получила в честь выдающегося астрофизика, лауреата Нобелевской премии Субрахманьяна Чандрасекара (1910-1995), он родился в 1910 году в пакистанском городе Лахоре. Он был одним из первым ученых, который сочетал астрономию с физикой.
Внизу: Шлифовка зеркал для "Чандры";


Третья большая космическая обсерватория США - Chandra (Чандра)


интересовали не столько характеристики рентгеновских источников, сколько сам факт их существования и
распределения по Галактике. Установка же более сложного оборудования было делом невыгодным, так как по окончании полета ракеты оно разрушалось вместе с ней. 3а 8 лет ракетных и аэростатных исследований на рентгеновскую карту неба было нанесено всего 40 источников. Ситуация резко изменилась с появлением спутников, способных активно работать длительное время, к тому же их положение контролировалось с достаточной степенью надежности, а значит, и направление на источник могло быть выдержано с большой точностью.
Интересные результаты были получены с борта орбитальной станции «Салют-4». Помимо этого, рентгеновские детекторы, способные исследовать излучение источников в большом энергетическом диапазоне, работали и на борту станции «Салют-7», и на советской автоматической станции «Астрон». Первый широкомасштабный обзор «рентгеновского» неба был выполнен американским спутником «Ухуру», запущенным в декабре 1970 года, вес которого составил всего 175,5 кг, а разрешающая способность его бортового телескопа была ниже, чем у человеческого глаза в оптическом диапазоне. Результатом его работы стала первая подробная карта, где самым ярким источником был SCO Х-1, к тому же уже на пределе чувствительности были обнаружены другие источники, в 10 000 раз cлaбee его. По мере совершенствования техники на орбиту поднимались все более сложные и разнообразные приборы, с помощью которых были подробно изучены объекты, обнаруженные «Ухуру», и совершены новые открытия. В 1975 году секретный американский спутник «Вела» и астрономический нидерландский спутник ANS зарегистрировали рентгеновские барстеры - вспышки жесткого излучения. ANS удалось измерить рентгеновское излучение звёздных корон (верхних атмосфер) у Капеллы и Сириуса.
В 1978 году отправился на орбиту спутник-обсерватория «Эйнштейн». На его борту был установлен первый большой рентгеновский телескоп с зеркалами косого падения с диаметром входного отверстия 60 см. По своему разрешению он был аналогичен разрешению оптического телескопа Галилея 1610 гoдa! Дo «Эйнштейна» астрономы смотрели на рентгеновское небо как бы невооруженным глазом, он открыл телескопическую эру рентгеновской астрономии. В задачу «Эйнштейна» входил не только поиск новых источников, но и исследование избранных объектов, список ко торых включал практически все типы небесных тел. «Эйнштейну» удалось наблюдать объекты, которые в миллион paз слабее самого яркого источника SCO Х-1, 1 определить точное положение более 7 000 источников. Наблюдения показали, что почти каждая звезда благодаря горячей газовой короне является источником рентгеновского излучения. В этом диапазоне наблюдались остатки вспышек сверхновых - сброшенные звездами расширяющиеся оболочки, заполненные горячим газом. Оказалось, что рентгеновское излучение во Вселенной - явление такое же обычное, как и оптическое. Рентгеновское небо заполнено квазарами, активными галактиками и скоплениями галактик.
В 80-е годы стартовали новые рентгеновские телескопы на японских спутниках «Тенма» и «Гинга», советских - «Астроне», «Кванте» и «Гранате» и на европейском спутнике EXOSAТ. В 90-е годы, когда к работе подключились совместная американо-европейская обсерватория ROSAT и японский спутник ASCA, началось изучение горячих газовых дисков вокруг нейтронных звезд, или черных дыр, входящих в состав тесных звездныx пар, активных ядер галактик. На карту было нанесено уже 100 000 источников рентгеновского излучения. Цифра внушительная, но если бы оптические телескопы смогли увидеть только 100 000 звезд, они остановились бы на звездах 9-й величины, которые только в 20 раз слабее видимых невооруженным глазом в безлунную ночь. В оптическом диапазоне наблюдатели добрались уже до 24-й звездной величины и останавливаться не собираются. Мечта о большой космической рентгеновской обсерватории, которая могла бы «видеть» больше и дальше, не оставляла астрономов.
Первый проект большого орбитального рентгеновского телескопа появился в 1970-м, еще до запуска «Ухуру», когда было известно лишь 40 рентгеновских источников. Разработка, конструирование и строительство телескопов, которые должны разместиться в космосе, работая в условиях враждебной среды при огромном перепаде температур и вакуума под контролем с Земли, обычно занимает многие годы и требует огромных затрат. А так как в то время велась подготовка к запуску космической обсерватории «Эйнштейн», то к вопросу о большом космическом телескопе NASA вернулось только в 1976-м. Финансирование проекта AXAF началось в 1977 году, и Центр космических полетов им. Маршалла начал предварительное проектирование телескопа. Его создание задержалось более чем на десятилетие, во-первых, из-за финансовых проблем, а во-вторых, из-за трагедии, произошедшей с «Челленджером». 3еленый свет был дан проекту конгрессом США лишь в 1988 году.
В 1992-м, опять же из-за сложностей с финансированием, для уменьшения стоимости орбитальной обсерватории было решено сократить количество используемых зеркал с 12 до 8, а вместо 6 предусмотренных научных инструментов задействовать всего 4. В течение 20 лет группы ученых, инженеров, техников и менеджеров в многочисленных правительственных центрах, университетах и корпорациях были вовлечены в строительство и сборку большой рентгеновской обсерватории, получившей название «Чандра». Телескопическая система и научные инетрументы прошли тысячи индивидуальных тестов в рентгеновском калибровочном оборудовании, специально сконструированном для этой цели в Маршалловском центре космических полетов. Тесты, которые завершились в мае 1997-го, показали, что «Чандра» имеет прекрасную чувствительность и высокое угловое и спектральное разрешения, а значит, сможет обнаружить в 10 раз более слабые рентгеновские источники, чем ее ближайший предшественник - космический исследовательский аппарат ROSAT. В 1999 году обсерватория была доставлена на мыс Канаверал для отправки в долгое путешествие. «Чандра» стала самым большим спутником, из всех когда-либо выводимых на орбиту «Шаттлами», а экипаж «челнока» впервые возглавила женщина.
Вот уже «Чандра» несет свою службу на орбите, добывая из глубин Вселенной все новую информацию. Уникальные данные, которые уже обнаружены обсерваторией и, видимо, еще будут ею обнаружены, помогут ученым найти ответы на фундаментальные вопросы.
Чтобы компенсировать сокращение числа зеркал и приборов, для "Чандры" была предесмотрена очень высокая и вытянутая орбита. Дело в том, что наземные телескопы могут быстро переключаться с одной цели на другую, а большинство космических телескопов поворачиваются вокруг неба очень медленно, тратя для того, чтобы навестить с одной стороны неба на другую, приблизительно 30 минут. Таким образом, когда Земля блокирует поле зрения низкоорбитального телескопа на несколько сотен километров, достаточного времени просто не хватает для того, чтобы перевести их на другую цель в противоположной области неба, поэтому изображение или запись спектра обрывается, а наблюдения возобновляются лишь после того, как Земля уходит из поля зрения. Из-за этого низкоорбитальные спутники теряют почти половину своего потенциального наблюдательного времени. Высокая орбита "Чандры" позволяет использовать 80% наблюдательного времени для сбора научной информации. Недостаток же столь высокой орбиты заключается в том, что ее не может достичь шаттл, а поэтому инструменты на обсерватории в случае неисправности или появления новых модификаций заменить нельзя. Поэтому к качеству конструирования, строительства и тестирования телескопа, расчитанного на 5-летнюю работу в космосе, предъявлялись очень высокие требования.
Основные рабочие инструменты телескопа:
Зеркала телескопа: рентгеновская астрономия долго не могла стать телескoпической из-за осoбых свойств отражения рентгеновских фотонов, которые в большинстве случаев благодаря своей большой энергии не отражаются от пoверхности зеркала, а проникают в его толщу. И только лучи, падающие под очень малыми углами, почти скользящие вдоль поверхности зеркала, могут от него отразиться. Поэтому зеркала, способные сфокусировать потоки рентгеновских частиц, совершенно не похожи на знакомые всем «тарелки» оптических зеркал. Они называются "зеркалами косого падения" и напоминают трубу, слегка сужающуюся к одному концу. Собственно, это два зеркала с разной формой поверхности, расположенные на одной оптической оси друг за другом. Дело в том, что зеркало в форме
Выведенная на орбиту в 1999 году космическая обсерватория "Чандра" имеет длинну 13,8 метра и весит 4 620 кг. Длина двух ее солнечных панелей составляет около 20 метров. На "Чандре" установлен мощнейший рентгеновский телескоп, разрещающую способность которого можно сравнить с возможностью человеческого глаза видеть автомобильный стоп-сигнал на расстоянии 20 км.
параболоида, попрocтy не способно создать в фокальной плоскости никакого изображения, потому что лишь луч, идущий точно по оптической оси и попадающий точно в центр фокальной плоскoсти, дает изображение в виде точки. Лучи, проходящие вне этой оси, строят кольцо с центром на оптической оси. Чтобы получить точечное изображение в фокальной плоскости, за параболическим ставят гиперболическое зеркало, корректирующее первое. Сначала луч отражается от параболического зеркала, затем - от гиперболического и лишь после этого создает изображение в нoвой, фокальной плoскости. Использование в астрономии зеркал косого падения предложили в 1960 году американские ученые Рикардо Джаккони и Бруно Росси. Рентгеновский телескоп "Чандра" состоит из двух наборов зеркал косого падения - четырех параболических, вставленных друг в друга, и четырех - гиперболических, установленных таким же образом. Подобная конструкция необходима для увеличения собирающей пoверхности телескoпа. Зеркала имеют длину 80 см, диаметры их составляют от 0,6 до 1,2 метра. Отполированы они были с высочайшей точностью, так как любая неровность в 10 ангстрем (одна миллиардная доля метра) будет аналoгична вершине для рентгеновского излучения с длиной волны 2 ангстрема и может вызвать его отклонение с нужнoго пути. Для того чтобы при формировании зеркал обеспечить необходимый уровень точности, было создано новое специальное калибровочное оборудование. Вместо золота для покрытия зеркал был использован иридий, отражательная способность которого несравнимо выше. Затем зеркала были собраны вместе и сцентрированы с высочайшей точностью (1,3 микрометра, или 1/50 толщины человеческого волоса). Благодаря высокoму качеству зеркала способны сконцентрировать более пoловины фотонов, исходящих от точечного источника в круге радиусом в половину секунды дуги, что и делает телескоп максимально чувствительным.
Устройство обсерватории: Обсерватория "Чандра" состоит из 3 основных частей: рентгеновского телескопа, научных инструментов и космического аппарата, обеспечивающего доставку телескопа на орбиту. Инструментальный модуль позволяет перемещать инструменты как в фокальную плоскость телескопа, так и обратно. Кроме того, модуль содержит электронику, контролирующую работу инструментов. Большое внимание уделено системе теплового контроля, обеспечивающей температурный контроль на всей обсерватории и особенно вблизи рентгеновских зеркал, так как даже незначительные изменения температуры могут повлечь за собой изменение фокуса зеркал и ухудшение качества изображений. Бортовой компьютер станции с программой наблюдения хранит собираемую информацию, которая регулярно передается на Землю во время сеансов связи.
Инструменты "Чандры": Камера высокого разрешения "Чандры" (HRS) имеет широкое поле зрения и высокое угловое разрешение. Она способна "построить" изображения столь высокого качества, что на них можно разглядеть детали размером меньше половины секунды дуги. Кроме того, камера может зарегистрировать время прибытия каждого рентгеновского луча с интервалом в 16 микросекунд, что крайне важно для изучения коллапсирующих объектов. Спектрометр (ACIS), формирующий изображения, может одновременно строить изображение и измерять энергию каждого пришедшего луча. Это позволит астрофизикам получить изображения одного и того же объекта в линиях отдельных химических элементов и сравнивать их затем между собой. Этот прибор очень удобен для изучения температурных колебаний внутри таких источников рентгеновского изучения, как огромные облака горячего газа в межгалактическом пространстве, или изменения химического состава в облаках, оставшихся от взрывов сверхновых. Таким образом, эти две камеры строят изображение источника и сообщают всю информацию о приходящих рентгеновских лучах. Чтобы лучше понять Вселенную, астрономам, помимо изображений, крайне необходимы также и спектры. Для получения спектроскопии высокого разрешения на борту "Чандры" используются низко- и высокоэнергетичные спектрометры высокого разрешения. Чтобы достичь приемлемого для астрономов спектрального разрешения, используются специальные передающие решетки, изменяющие направление пришедших рентгеновских лучей, в соответствии с их энергиями, точно так же, как призмы и решетки в оптических спектрографах разделяют свет по цветам. Решетки покрывают область энергий в диапазоне от 0,07 до 10 КэВ. Высокое качество решеток позволяет обнаружить различие между энергиями в 1000 и 1001 КэВ. Одна из вышеописанных камер определяет положения разделенных рентгеновских лучей, давая возможность оценить их энергии. Столь высокое разрешение позволяет обнаруживать и более слабые линии спектра, чем те, что были известны до сих пор, и представить новые средства для определения температуры, степени ионизации, плотности, химического содержания и движения вещества в рентгеновских источниках.

Fatal error: Call to a member function return_links() on a non-object in /home/httpd/vhosts/lbt.su/httpdocs/index.php(386) : eval()'d code on line 214