БТА-6 - BTA-6

БТА-6

Альтернативные названия	Большой альтазимутальный телескоп
Часть	Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук
Местоположение (а)	Кавказские горы
Координаты	43 ° 38′48 ″ с.ш. 41 ° 26′26 ″ в.д. / 43,6468 ° с.ш. 41,4405 ° в.д. / 43.6468; 41.4405Координаты: 43 ° 38′48 ″ с.ш. 41 ° 26′26 ″ в.д. / 43,6468 ° с.ш. 41,4405 ° в. / 43.6468; 41.4405
Высота	2070 м (6790 футов)
Длина волны	0,3, 10 мкм (999, 30 ТГц)
Первый свет	1975
Стиль телескопа	оптический телескоп Телескоп Ричи-Кретьена
Диаметр	605 см (19 футов 10 дюймов)
Место сбора	26 кв.м.^2 (280 кв. Футов)
Фокусное расстояние	24 м (78 футов 9 дюймов)
Монтаж	альтазимутальное крепление
Интернет сайт	w0.sao.RU/ Doc-en/ Телескопы/ bta/ descrip.html
Расположение БТА-6

В БТА-6 (русский: Большой Телескоп Альт-азимутальный, романизированный: Большой Телескоп Альт-Азимутальный, горит  'Большой альтазимутальный телескоп') - это 6-метровая (20 футов) апертура оптический телескоп на Специальная астрофизическая обсерватория расположен в Зеленчукский район на северной стороне Кавказские горы на юге Россия.

БТА-6 достиг первый свет в конце 1975 года, что сделало его самым большим телескопом в мире до 1990 года, когда его превзошла частично построенная Кек 1. Он впервые применил технику, которая сейчас является стандартной для больших астрономических телескопов, - использование альтазимутальное крепление с деротатором с компьютерным управлением.

По ряду причин БТА-6 никогда не мог работать на пределе своих теоретических возможностей. Первые проблемы с плохо изготовленным зеркальным стеклом были решены в 1978 году, но не устранили наиболее серьезную проблему. Но из-за своего расположения с подветренной стороны от множества крупных горных вершин, астрономическое видение редко бывает хорошо. Телескоп также страдает серьезными проблемами теплового расширения из-за большой тепловой массы зеркала и купола в целом, который намного больше, чем необходимо. Обновления происходили на протяжении всей истории системы и продолжаются по сей день.

История

Фон

На протяжении многих лет основная обсерватория мирового класса в Советский союз был Пулковская обсерватория за пределами Санкт-Петербург, первоначально построенный в 1839 году. Как и многие обсерватории того времени, он был в первую очередь предназначен для хронометража, погоды, навигации и аналогичных практических задач, а второстепенная роль - в научных исследованиях. К 50-летнему юбилею был установлен новый 76-сантиметровый телескоп, на тот момент крупнейший в мире, для наблюдения за дальним космосом. Дальнейшие обновления были ограничены из-за множества факторов, в то время как в течение следующих нескольких десятилетий по всему миру был построен ряд гораздо более крупных инструментов.

В 1950-е гг. Советская Академия Наук решил построить новый телескоп, который позволил бы первоклассные наблюдения дальнего космоса. Проектные работы начались в Пулково в 1959 г. под руководством будущего Ленинская премия победитель Баграт К. Иоаннисиани. С целью создания самого большого телескопа в мире титул 200-дюймового (5 м) Телескоп Хейла на Паломарская обсерватория, команда остановилась на новом дизайне 6 м (236 дюймов). Это максимальный размер, который может иметь сплошное зеркало без значительных искажений при наклоне.

Здание телескопа со специальным краном справа, используемым для обслуживания. Справа в здании находится 1-метровый телескоп Zeiss. В 1994 году был добавлен 60-сантиметровый телескоп.

Перед главным входом

Главное зеркало телескопа диаметром 6 метров видно в правой нижней части изображения.

Теоретическая угловое разрешение определяется его апертурой, которая в случае 6-метрового БТА дает разрешение около 0,021 угловой секунды. Атмосферные эффекты подавляют это, поэтому становится важным размещать инструменты с высоким разрешением на больших высотах, чтобы избежать как можно большей части атмосферы. Площадка в Пулкове на высоте 75 м над уровнем моря просто не подходила для качественного инструмента. Пока БТА разрабатывал еще один инструмент, РАТАН-600 радиотелескоп, также был разработан. Было решено, что два инструмента должны быть расположены вместе, что позволит построить единую площадку для размещения бригад. Для выбора места было отправлено шестнадцать экспедиций в различные регионы СССР, и окончательный выбор был сделан в горах Северного Кавказа недалеко от Зеленчукская на высоте 2070 м.^[1] В 1966 году была создана Специальная астрофизическая обсерватория для размещения БТА-6 и РАТАН-600.

Проблемы

Первая попытка изготовить главное зеркало был сделан Лыткаринский завод оптического стекла, под Москвой. Они отожженный стекло слишком быстро, что вызывает образование трещин и пузырей, что делает зеркало бесполезным. Вторая попытка оказалась лучше и была установлена ​​в 1975 году. Первые изображения БТА были получены в ночь с 28 на 29 декабря 1975 года. После периода взлома БТА был объявлен полностью работоспособным в январе 1977 года.^[1]

Однако было ясно, что второе зеркало лишь ненамного лучше первого и имеет серьезные недостатки. Экипажам приходилось закрывать части зеркала большими кусками черной ткани, чтобы прикрыть самые грубые участки.^[2] По словам Иоаннисиани, первичная обмотка направляла только 61% падающего света в 0,5-угловая секунда круг и 91% в один с двойным диаметром.^[3]

Внутри главной обсерватории

Почти сразу после открытия на Западе пошли слухи, что с телескопом что-то серьезно не так. Вскоре многие отвергли это как белый слон, настолько, что это даже обсуждалось в Джеймс Оберг книга 1988 года Раскрытие советских катастроф.^[4]

Третье зеркало, с улучшенной формой и без трещин, было установлено в 1978 году.^[2] Хотя это решило основные проблемы, ряд не связанных между собой проблем продолжал серьезно ухудшать общие характеристики телескопа. В частности, это место находится с подветренной стороны от ряда других пиков Кавказа, поэтому астрономическое видение редко бывает лучше, чем разрешение в одну угловую секунду, и все, что меньше 2 угловых секунд, считается хорошим.^[3] Для сравнения, большинство крупных астрономических объектов в среднем видят меньше одной угловой секунды.^[2] При благоприятных условиях ширина видящего диска (FWHM ) составляет ≈1 угловую секунду для 20% наблюдательных ночей.^[5] Погода - еще один важный фактор; в среднем наблюдения проводятся менее чем в половине ночей в течение года.^[3]

Возможно, самая досадная проблема - это огромная тепловая масса главного зеркала, телескопа в целом и огромного купола. Тепловые эффекты в первичной обмотке настолько значительны, что она может выдерживать изменение только на 2 ° C. в день и по-прежнему сохранять пригодную к употреблению фигуру. Если температура первичного и наружного воздуха отличается даже на 10 градусов, наблюдения становятся невозможными. Большой размер самого купола означает, что внутри него есть градиенты температуры, которые усугубляют эти проблемы. Некоторые из этих проблем устраняет охлаждение под куполом.^[3]

Несмотря на эти недостатки, БТА-6 остается важным инструментом, способным отображать такие слабые объекты, как 26-й. величина. Это делает его особенно полезным для таких задач, как спектроскопия и спекл-интерферометрия, где светосила важнее разрешения. БТА внес несколько вкладов, используя эти методы.

Сегодняшние методы спекл-интерферометрии обеспечивают разрешение с ограничением дифракции 0,02 угловой секунды для объектов 15-й величины в условиях хорошего видения (EMCCD на основе спекл-интерферометра - камера PhotonMAX-512B - активно используется с 2007 г.). «В отличие от адаптивной оптики, которая сегодня эффективна в основном в инфракрасном диапазоне, спекл-интерферометрия может использоваться для наблюдений в видимом и ближнем УФ-диапазонах. Кроме того, спекл-интерферометрия реализуется в плохих атмосферных условиях, в то время как адаптивная оптика всегда требует лучший вид ".^[6]

Улучшения

Одну из главных проблем астрономы САО планировали решить с помощью нового зеркала сверхмалого расширения. стеклокерамика Ситалл, но это обновление не регистрируется как имевшее место. С помощью главного зеркала Sitall можно было бы уменьшить толщину с 65 до 40 см, уменьшив тепловую инерцию.^[7]

К 2007 году рабочее зеркало, третье из произведенных, сильно корродировало из-за использования азотной кислоты для нейтрализации щелочных растворителей, используемых для очистки стекла перед нанесением нового слоя отражающего алюминий. Требовался капитальный ремонт для повторной шлифовки зеркала, но это сократило бы плотный график наблюдений. Вместо этого второе зеркало, брошенное из-за недостатков, но все время хранившееся в хранилище, было возвращено в Лыткарино под ремонт.^[2][8] В 2012 году фрезерный станок удалил с верхней поверхности 8 мм стекла, убрав все оптические недостатки. Работы предполагалось завершить в 2013 г.,^[9] но был отложен из-за нехватки финансирования. Окончательно зеркало было завершено в ноябре 2017 года, а замена зеркала произошла в мае 2018 года.^[10]

Описание

Основная часть BTA - зеркало 605 см f / 4. Это относительно медленный первичный процесс по сравнению с аналогичными инструментами; Hale - это 5 м f / 3.3. Оптика телескопа Телескоп Ричи-Кретьена дизайн, хотя и без традиционной ориентации в стиле Кассегрена. Из-за большого размера основного изображения масштаб изображения на главный фокус составляет 8,6 угловых секунды на миллиметр,^[3] примерно так же, как Кассегренский фокус 4-метрового телескопа. Это устраняет необходимость во вторичном, и вместо этого инструменты наблюдения помещаются в главный фокус. Для второстепенных ролей два Нэсмит очаги можно использовать с эффективным f / 30.

Большое фокусное расстояние и отсутствие вторичной обмотки перед первичным фокусом делают телескоп в целом длинным; Длина основной трубы БТА составляет 26 метров. Это потребовало бы огромного экваториальная гора, поэтому БТА вместо этого использует альтазимутальное крепление с компьютерным управлением, чтобы небо оставалось в поле зрения. Поскольку это также приводит к вращению поле зрения по мере движения телескопа основная область фокусировки, содержащая инструменты, также поворачивается, чтобы компенсировать этот эффект. С повсеместным внедрением компьютерных средств управления почти для всех аспектов работы телескопов, этот способ монтажа, впервые примененный на БТА, с тех пор стал обычным явлением.

При работе в главном фокусе Корректор комы Росс используется. Поле зрения с коррекцией комы и астигматизма на уровне менее 0,5 угловой секунды составляет около 14 угловых минут. Для переключения с одного фокуса на другой требуется от трех до четырех минут, что позволяет использовать несколько разных наборов инструментов за короткий период времени.^[5]

БТА-6 заключен в массивный купол, высотой 53 м на вершине и 48 м от цилиндрического основания, на котором он стоит.^[5] Купол намного больше, чем требуется, а расстояние между телескопом и куполом составляет 12 м.

Сравнение

БТА-6 был самым большим оптическим телескопом в мире между его первый свет в конце 1975 г., когда он превысил 5 м Телескоп Хейла почти на метр, а в 1993 году, когда первые 10 м Кек Телескоп открыт.

Крупнейшие оптические астрономические телескопы в конце 1970-х гг.

#	Имя / Обсерватория	Изображение	Диафрагма	M1 Площадь	Высота	Первый Свет	Специальный адвокат
1.	БТА-6 (Специальные астрофизические наблюдения )		238 дюймов 605 см	26 кв.м.^2	2070 м (6790 футов)	1975	Мстислав Келдыш
2.	Телескоп Хейла (Паломарская обсерватория)		200 дюймов 508 см	20 м^2	1,713 м (5,620 футов)	1949	Джордж Эллери Хейл
3.	Телескоп Мэйолла (Kitt Peak National Obs. )		158 дюймов 401 см	10 м^2	2120 м (6960 футов)	1973	Николас Мэйолл
4.	Виктор М. Бланко Телескоп (Обсерватория CTIO )		158 дюймов 401 см	10 м^2	2200 м (7200 футов)	1976	Николас Мэйолл
5.	Англо-австралийский телескоп (Обсерватория Сайдинг Спринг )		153 дюймов 389 см	12 мес.^2	1,742 м (5,715 футов)	1974	Принц Чарльз
6.	3,6-метровый телескоп ESO (Обсерватория Ла Силья )		140 дюймов 357 см	8,8 м^2	2400 м (7900 футов)	1976	Адриан Блаау
7.	Шейн телескоп (Обсерватория Лика )		120 дюймов 305 см	~ 7 м^2	1,283 м (4,209 футов)	1959	Николас Мэйолл

Графический

Сравнение номинальных размеров апертур БТА-6 и некоторых известных оптических телескопов

Смотрите также

• Список крупнейших оптических отражающих телескопов
• Список крупнейших оптических телескопов исторически

Рекомендации

1. Самый большой в мире астрономический телескоп, Черкесск 1978
2. Келли Битти, "Новый глаз для гигантского российского телескопа", Небо и телескоп, 23 апреля 2012 г.
3. Уильям Кил, "Галактики сквозь красный гигант", Небо и телескоп, 1992
4. Раскрывая советские катастрофы: исследуя границы гласности, Джеймс Оберг, ISBN  0-7090-3725-2
5. «6 метровый телескоп». Учреждение Российской академии наук, Специальная астрофизическая обсерватория. 28 октября 2010 г.
6. Максимов А.Ф .; Балега ЮЮ; Дьяченко В.В.; Малоголовец Э.В.; Растегаев Д.А., Семерников Е.А. (2009). «Спекл-интерферометр на основе EMCCD 6-м телескопа БТА: описание и первые результаты». Астрофизический бюллетень. 64 (3): 296–307. arXiv:0909.1119. Bibcode:2009АстБу..64..296M. Дои:10.1134 / S1990341309030092. ISSN  1990-3413. S2CID  118435912. / Астрофизический бюллетень (на русском). 64 (3): 308–321. 2009. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
7. Снежко Л.И. Проект БТА: исследование, состояние и перспективы [Проект БТА: исследования, состояние и перспективы]. Учреждение Российской академии наук, Специальная астрофизическая обсерватория. Получено 14 декабря 2010.
8. «Обзор работы телескопа 6-М»
9. [1]
10. https://www.sao.ru/Doc-en/Events/2018/MirrorChronicle/index.html

дальнейшее чтение

• Иоаннисиани Б.К., Неплохов Е.М., Копылов И.М., Рылов В.С., Снежко Л.И. (1982). «Зеленчук-6М телескоп (БТА) Академии наук СССР». ASSL Vol. 92: IAU Colloq. 67. Библиотека астрофизики и космических наук. 92: 3–10. Bibcode:1982АССЛ ... 92 .... 3I. Дои:10.1007/978-94-009-7787-7_1. ISBN  978-94-009-7789-1.

внешняя ссылка

• Специальная астрофизическая обсерватория (САО).
• Контрольная информация BTA и веб-камеры. (Веб-камеры, наведение телескопа, температура наружного / внутреннего / главного зеркала и т. Д.). Проверено 13 декабря 2010 года.
• Купол БТА из Цейсс-1000 ВЭБ-камера. Проверено 14 декабря 2010 года.
• 6-метровый телескоп и другие телескопы САО. (Приборы, графики наблюдений, отправка запросов, отчеты наблюдений и т. Д.). Проверено 14 декабря 2010 года.
• Местный сайт ВТА (на русском). (Персонал, оборудование, климатические параметры и др.). Проверено 14 декабря 2010 года.
• Главный сервер БТА "indome". (Инструкции, программная документация). Проверено 13 декабря 2010 года.