В Чили ради телескопа взорвали вершину горы

Сегодня состоялась церемония закладки Европейского Сверхгигантского Телескопа ESO E-ELT (European Extremely Large Telescope). Верхняя часть 3000-метрового пика Серро Армазонес была снесена мощным взрывом в процессе подготовки площадки для строительства самого большого оптического и инфракрасного телескопа в мире.

На церемонию закладки, состоявшуюся в обсерватории Паранал, в 20 километрах от места взрыва, приехало много почетных гостей — из Чили, из стран-участниц ESO, представители местной общественности, руководства проекта, самой ESO. Событие транслировалось в интернете в реальном времени. Его запись можно сейчас посмотреть здесь.

Приказ произвести взрыв отдал заместитель министра национального достояния Чили Хорхе Мальдонадо (Jorge Maldonado).

Во время церемонии чилийская компания ICAFAL Ingeniería y Construcción S.A. произвела взрыв верхней части горы Серро Армазонес, снеся около 5000 кубометров скальных пород. Это была лишь часть трудоемкого процесса выравнивания платформы на вершине горы размером 150 на 300 метров, на которой встанет гигантская башня 39-метрового телескопа. Всего с вершины придется убрать 220 000 кубометров камня.

Фото 2.

Стройка на Серро Армазонес началась в марте 2014 года и в соответствии с планом будет продолжаться 16 месяцев. В объем работ входят прокладка и поддержание в рабочем состоянии асфальтированного шоссе, строительство платформы на вершине горы и прокладка туда коммуникационной траншеи.

Начало наблюдений на E-ELT — «первый свет» — планируется на 2024 год. Телескоп будет решать крупнейшие астрономические задачи нашего времени. Гигантский телескоп позволит исследовать до сих пор полностью неизвестные науке области Вселенной. Он станет “величайшим оком человечества, обращенным к небу”.

Главной составляющей телескопа будет зеркало размером с половину футбольного поля. С его помощью ученые смогут заглянуть еще дальше в космос. Взрыв был произведен на горе Сьерро-Армазонес на севере Чили. Европейская южная обсерватория вела прямую трансляцию этого события. Апраджита Верма из Оксфордского университета сказала: «Исходя из огромных размеров телескопа, можно сказать, что это большой прорыв. С его помощью можно будет намного лучше увидеть Вселенную».

Ожидается, что сооружение телескопа займет около 10 лет. E-ELT будет находиться в пустыне Атакама, неподалеку от «Очень большого телескопа». Место выбрано из-за преобладающих там погодных условий – в течение года там почти всегда ясно.

Также из-за сухого климата в атмосфере пустыни практически не бывает водяных испарений, которые затрудняют исследования космоса. Одной из самых трудных задач станет создание и установка главного зеркала телескопа диаметром 39 метров.

Оно будет построено из 798 шестигранных зеркал размером в 1,4 м.

Благодаря такому дизайну телескоп сможет улавливать в 15 раз больше света, чем любой другой телескоп, а получаемые им изображения будут в 16 раз четче, чем даже у находящегося на орбите телескопа «Хаббл».

По словам Вермы, благодаря мощности телескопа ученым удастся заглянуть в самые удаленные видимые уголки Вселенной – на первые звезды и галактики, сформировавшиеся сразу после Большого взрыва.

«Мы увидим что происходило, когда появилась Вселенная», — сказала она. Она также добавила, что с помощью телескопа удастся лучше рассмотреть экзопланеты (мы уже подробно обсуждали с вами ЭКЗОПЛАНЕТЫ), то есть планеты, вращающие вокруг других звезд. «Мы сможем непосредственно наблюдать за этими планетами, изучим их атмосферу и попытаемся найти признаки жизни», — сказала Верма. Ожидается, что проект обойдется в миллиард евро, а строительство обсерватории будет завершено к 2024 году.

Фото 3.

Сверхкрупные Телескопы (Extremely Large Telescopes) сейчас рассматриваются в качестве одного из главнейших приоритетов наземной астрономии. Они необычайно продвинут астрофизические знания, позволяя проводить детальные исследования по различной актуальной тематике: планеты вокруг других звезд, наиболее ранние объекты Вселенной, сверхмассивные черные дыры, природа и распределение темного вещества и темной энергии, доминирующих во Вселенной.
С конца 2005 г. ESO вместе с европейским сообществом астрономов и астрофизиков – пользователей телескопов ESO – разрабатывает концепцию нового гигантского телескопа, который войдет в действие к середине будущего десятилетия. Начиная с 2006 года, более сотни астрономов из всех европейских стран участвуют в проекте, помогая ESO выработать инновационную концепцию, в которой технические параметры, стоимость, режим работы и риски будут тщательно проанализированы и оценены.

Фото 4.

Новый инструмент обозначается аббревиатурой E-ELT (European Extremely Large Telescope). Этот телескоп революционно новой для наземных инструментов конструкции будет иметь 39-метровое главное зеркало и станет самым большим телескопом в мире для оптической и ближней ИК области излучения: “величайшим оком человечества, глядящим в небо”.

Начало регулярной эксплуатации телескопа планируется на начало следующего десятилетия. Мощь E-ELT будет направлена на решение крупнейших научных задач нашего времени. Многое ему предстоит сделать впервые, например, найти Святой Грааль современной наблюдательной астрономии: землеподобные планеты вокруг других звезд, в «зонах обитания», где может существовать жизнь. Он будет также заниматься “звездной археологией” в ближайших галактиках, внесет фундаментальный вклад в космологию, измеряя свойства первых звезд и галактик, определяя природу темного вещества и темной энергии. А главное, астрономы готовятся к неожиданностям — к новым непредвиденным вопросам, которые, конечно, появятся вместе с новыми открытиями, сделанными с E-ELT.

Фото 5.

Современное поколение телескопов, имеющих зеркала размером 8—10 метров, позволило астрономам добиться колоссальных успехов и открыть целые новые области для будущих исследований. Так, несколько лет назад были получены первые изображения планет, обращающихся вокруг других звезд. Наши астрономические знания продолжают расширяться невероятными темпами, порождая новые вопросы, а ответы на них требуют новых открытий, которые мы пока не можем себе представить. Для того чтобы сделать такие открытия, необходимо ощутимо увеличить чувствительность и разрешающую способность телескопов. Поэтому астрономы говорят о создании экстремально больших телескопов — с зеркалами размером от 30 до 60 метров. С помощью таких больших зеркал уже можно решить важнейшие научные задачи, такие как получение изображений каменных экзопланет для изучения их атмосфер и прямое измерение ускорения расширения Вселенной.

В 2004 году совет Европейской южной обсерватории определил своей приоритетной целью «стабилизацию европейского астрономического лидерства и высокого уровня развития в эру экстремально больших телескопов». Так началась работа над проектом E-ELT — Европейского экстремально большого телескопа (European Extremely Large Telescope). Спустя два года проект был утвержден астрономами ESO, началась его детальная разработка. Первоначально инструмент должен был иметь 100-метровое зеркало, но по ряду причин было принято решение отказаться от этой идеи и сделать его «чуточку» меньше – 39 метров.

Все равно это ощутимый скачок от нынешнего поколения телескопов, самый большой из которых имеет зеркало диаметром 10 метров.

Летом 2012 года совет ESO утвердил проект по созданию E-ELT. Все 14 членов (Бразилия до сих пор не ратифицировала договор о вступлении в ESO, поэтому не считается полноправным членом и не участвовала в голосовании) высказались за создание телескопа, правда представители четырех стран изъявили желание получить полные гарантии своих правительств.

Фото 6.

Чуть ранее совет ESO выбрал гору Армазонес для строительства E-ELT. Этот пик расположен по соседству с пиком Паранал, где находится комплекс из четырех 8-метровых телескопов VLT (Very Large Telescope — очень большой телескоп). От одной горы до другой напрямую 20 километров. Обе вершины находятся в пустыне Атакама, одном из самых лучших мест на Земле с точки зрения астроклимата. Чилийское правительство, осознавая важность строительства этого телескопа, безвозмездно взяло на себя обязательства по защите пиков Паранала и Армазонес от таких неблагоприятных воздействий, как засветка, мешающая астрономическим наблюдениям, и горнодобывающие работы.

Конечно, в Чили есть такая проблема, как землетрясения. Но этот вопрос был давно и тщательно изучен еще при строительстве обсерватории на Паранале. Прежние данные были дополнены тремя независимыми исследованиями, которые проводились по заказу ESO в последние несколько лет.

Здания на Паранале устойчивы даже к самым сильным землетрясениям, и для E-ELT все здания будут иметь такую же сильную степень сейсмозащиты.

Итак, в ближайшие годы в Чили, на горе Армазонес, появится крупный телескоп, имеющий огромный купол: его башня в диаметре будет больше римского Колизея. Строительные работы стартуют в начале 2013 года.

Фото 7.

Самая главная часть E-ELT — это его 39-метровое зеркало. Оно будет не цельным, а составленным из 798 сегментов — диаметр каждого составит 1,4 метра. Компенсировать дрожание атмосферы помогут методы адаптивной оптики. Для этого более шести тысяч приводов смогут изменять форму зеркал телескопа со скоростью тысяча операций в секунду.

При создании сегментов главного зеркала нужно учесть множество факторов. Кроме того, должны быть сделаны сегменты про запас, ведь какие-то могут быть повреждены при перевозке. Предполагается, что зеркала будут изготовлены на предприятиях, расположенных в странах — членах ESO.

Вообще деньги, которые ESO выделяет на создание E-ELT, в первую очередь планируется потратить в странах — членах ESO, заключив контракты на производство. Такой «индустриальный» возврат средств – это важный компонент проекта, который тщательно подсчитывается на каждой стадии его реализации.

Фото 8.

Еще есть завод в России, в подмосковном Лыткарино, который делал зеркала для телескопов ESO. У этой организации теоретически есть два варианта участия в создании сегментов зеркала для E-ELT. Первый — Россия становится членом ESO. Второй может возникнуть в случае, если страны — члены ESO решат, что они не смогут обойтись своими силами. В этом случае будет объявлен тендер с участием заводов, которые расположены в странах, не являющихся членами ESO: такая здоровая конкуренция всем пошла бы только на пользу.

Вообще российская промышленность производит впечатление.

Например, в Санкт-Петербурге, где в прошлом году проходила конференция Европейского астрономического общества, есть оптический завод, имеющий хорошие традиции (Ленинградский оптико-механический завод (ЛОМО), который готовил оптико-механические конструкции для 6-метрового БТА САО РАН. — примечание «Газеты.Ru»). Российское астрономическое сообщество также производит впечатление — недаром ученых из России в большом количестве нанимают на работу зарубежные учреждения.

На проектные работы было потрачено около 70 миллионов евро в год. Общая стоимость E-ELT составит 1,083 миллиарда евро.

Фото 9.

Зачем тратить столько денег?

Зачем же человечеству тратить такое огромное количество денег на астрономические исследования? Астрономия вносит вклад в наше культурное и экономическое благосостояние: она часть нашей культуры и вклад в лучшее понимание нашего хрупкого окружения. Астрономы занимаются ключевыми вопросами, которые волнуют наше сознание и наше воображение.

Как сформировались планеты? Является ли жизнь распространенным явлением во Вселенной? Что стало толчком к созданию Вселенной? Чем является темная материя и темная энергия?

Постановкой этих вопросов астрономы часто пробуждают интерес у молодых людей к обучению естественным наукам в начале их карьеры. Впоследствии они могут найти применение своим знаниям в широком спектре областей, работая в различных научных и промышленных организациях, и таким образом внести свой вклад в создание сбалансированного и ориентированного на будущее общества.

Фото 10.

Кроме того, наблюдательная астрономия — это современная высокотехнологичная область науки, которая тесно связана с промышленностью. Такая связь необходима для реализации передовых инженерных задач, и она приносит выгоду обеим сторонам. Например, E-ELT является примером высокотехнологичного научного проекта. Создание E-ELT потребует использования многих инновационных достижений, в качестве побочного результата приведя к разработке новых технологий, и, учитывая возможность заключения контрактов, обеспечит европейскую промышленность грандиозным портфолио.

E-ELT станет самым большим телескопом в мире, ведущим наблюдения в видимом и в ближнем инфракрасном диапазонах. Это будет «самый большой глаз, смотрящий в небо».

Планируется, что E-ELT будет работать как минимум 30 лет: это типичное время жизни для такого большого инструмента. И для него подразумевается, как и в случае с VLT, регулярная поддержка работоспособности и специальная программа по созданию новых инструментов. Заметим, что одна из обсерваторий ESO, Ла-Силья, в 2012 году отмечает свою 43-ю годовщину.

Фото 11.

Также это «звездная археология» в ближайших галактиках и фундаментальный вклад в космологию путем измерения свойств первых звезд и галактик и выяснения природы темной материи и темной энергии. Самым же крупным успехом будет встретиться с чем-то неожиданным — новые и непредвиденные вопросы обязательно возникнут после наблюдений, сделанных с помощью E-ELT.

В конечном итоге E-ELT может революционизировать наше восприятие Вселенной, как это сделал телескоп Галилея 400 с лишним лет назад.

Планируется, что первый свет телескоп увидит на рубеже 2021/2022 годов. Начиная с октября 2022 года на телескопе начнутся регулярные наблюдения. Все данные будут выложены в публичный архив спустя год после наблюдений.

Фото 12.