Новый глаз для гигантского российского телескопа

Почти 20 лет - с 1975 года и до 1993 года, когда заработал первый телескоп обсерватории Кека, - Россия (или, если говорить официально, Советский Союз) обладала самым большим в мире оптическим телескопом. Диаметр главного зеркала Большого Телескопа Альт-Азимутального, который размещается на горе Пастухова, расположенной на Кавказе, между Черным и Каспийским морями, составляет 238 дюймов (6,05 метра). Решение создать БТА было принято в 1960 году. Он обогнал по размеру установленный на горе Паломар 200-дюймовый Телескоп Хейла и дал российским астрономам серьезный повод для хвастовства.

Однако, несмотря на самое большое в мире зеркало, лучшим этот телескоп никогда не был. Во-первых, гора Пастухова печально известна плохой атмосферной видимостью, сильными ветрами и переменчивой погодой. Кроме того огромный купол лаборатории, высотой в 58 метров, чрезмерно велик. Его сталь и бетон делают практически невозможным поддержание внутри той же температуры, что и снаружи, и это дополнительно ухудшает оптические характеристики. Хотя в других обсерваториях наблюдения с разрешением меньше угловой секунды вполне обычны, астроном, использующий БТА, в лучшем случае получит разрешение в две угловые секунды. Это делает большой телескоп довольно бесполезным для задач получения изображений, хотя его гигантская светособирающая способность оказалась очень полезной для спектроскопии слабых космических объектов.

Все эти проблемы были бы терпимыми, если бы не качество оптики телескопа, которое с самого начала было невысоким. Первая заготовка для его зеркала оказалась неудачной. Оптики подмосковного Лыткаринского завода оптического стекла не имели серьезного опыта работы с такими большими зеркалами и слишком быстро ее охладили. В результате в ней возникли трещинки и пузырьки, сделавшие ее бесполезной.

Со второй заготовкой дела обстояли лучше, но тоже не идеально. Когда она была установлена, выяснилось, что у нее есть ряд серьезных недостатков. Сотрудникам обсерватории даже пришлось блокировать часть оптического пути черной тканью. Наконец, в 1978 году на телескоп установили третье зеркало – без трещин и с поверхностью лучшего качества.

Однако на этом проблемы с оптикой у БТА не закончились. По словам Алексея Моисеева, астронома Специальной астрофизической обсерватории (САО) Российской академии наук, управляющей телескопом, поверхность главного зеркала постепенно повреждалась от многократного мытья щелочными растворами перед перепокрытием алюминием. «Нанести новый отражающий слой, не полируя зеркало заново, будет невозможно», - объясняет Моисеев. Однако новая полировка означало бы простой в работе шестиметрового телескопа, график наблюдений которого и так перегружен.

Изначально инженеры обсерватории хотели заменить зеркало ситалловым, обладающим низким термическим коэффициентом расширения, чтобы отчасти решить температурную проблему. Однако для этого не хватило денег, поэтому они решили переделать старое зеркало, лежавшее без употребления почти 30 лет.

В середине 2007 года 42-тонную глыбу стекла аккуратно перевезли с Кавказа в Лыткарино. Дорога заняла три с половиной недели. На заводе оптики решили справиться с изъянами поверхности единственным возможным путем – сошлифовать их!

Екатерина Кучаева, одна из заместителей директора обсерватории, недавно сообщила мне последние подробности о том, как продвигается обошедшийся в 5 миллионов евро процесс обновления зеркала. Фрезерный станок удалил с его поверхности 8 миллиметров стекла (больше полутонны!), убрав все изъяны. Теперь дело за дополнительной шлифовкой и полировкой. «Новые оптические технологии дают возможность реконструировать поверхность 6-метрового зеркала, - объясняет она, - убрать имеющиеся изъяны и создать практически идеальную параболическую поверхность, что значительно увеличит угловую разрешающая способность телескопа».

Космолог из Университета Алабамы Уильям Кил (William Keel), использовавший БТА в 1990 году, внимательно следит за проектом. «Удалить 8 миллиметров поверхности 6-метрового зеркала непросто, но это дает возможность сохранить имеющееся зеркало и не прерывать для этого работу телескопа, - отмечает он. – Они также могут воспользоваться новыми технологиями контроля и шлифовки, которых не было в 1975 году».

По словам Кучаевой, САО рассчитывает, что обновленное зеркало вернется в обсерваторию в середине 2013 года. После этого он будет покрыто алюминием и установлено вместо нынешнего зеркала. Это, безусловно, станет важным событием для российских астрономов, после распада Советского Союза страдавших от отсутствия стабильного финансирования и современного оборудования. Возможно, «Кавказский циклоп» в итоге займет заслуженное место в ряду лучших телескопов мира.