Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Тот, кто изобрел телескоп, несомненно, заслуживает уважения и огромной благодарности со стороны всех современных астрономов. Это одно из величайших открытий в истории. Телескоп позволил изучить ближний космос и узнать много нового о строении вселенной.

С чего все началось

Первые попытки создать телескоп приписываются великому Леонардо да Винчи. Патентов и упоминаний о рабочей модели нет, но ученые нашли остатки чертежей и описаний стекол для разглядывания луны. Возможно, это еще один миф об этом уникальном человеке.

Устройство телескопа пришло на ум Томасу Диггесу, который и пытался его создать. Он использовал выпуклое стекло и вогнутое зеркало. Само по себе изобретение могло работать, и, как покажет история, подобное устройство будет создано вновь. Но технически еще не было средств для воплощения этого замысла, создать рабочую модель ему так и не удалось. Наработки остались в тот период невостребованными, а Диггес вошел в историю астрономии за описание

Тернистый путь

В каком году изобрели телескоп, вопрос по-прежнему остается спорным. В 1609-м голландский ученый Ханс Липперсгей представил патентному бюро свое увеличительное изобретение. Назвал он его Но патент был отклонен в силу чрезмерной простоты, хотя сама подзорная труба плотно вошла в обиход. Особенную популярность она приобрела у мореходов, а для астрономических нужд оказалась слабовата. Шаг вперед был уже сделан.

В том же году попала в руки Томаса Хариота, изобретение ему пришлось по нраву, но нуждалось в значительной доработке первоначального образца. Благодаря его работе астрономы впервые смогли увидеть, что луна имеет свой рельеф.

Галилео Галилей

Узнав о попытке создания специального прибора для увеличения звезд, Галилей по-настоящему загорелся этой идеей. Итальянец решил создать для своих исследований подобную конструкцию. Математические знания помогли ему с расчетами. Устройство состояло из трубки и вставленных в нее линз, изготовленных для людей с плохим зрением. По сути, это и был первый телескоп.

Сегодня этот вид телескопов называют рефракторными. Благодаря усовершенствованной конструкции Галилео сделал немало открытий. Он сумел доказать, что луна имеет форму сферы, разглядел на ней кратеры и горы. 20-кратное увеличение позволило рассмотреть 4 наличие колец у Сатурна и много чего еще. На тот момент устройство оказалось самым совершенным прибором, но он имел свои недостатки. Узкая трубка значительно сокращала круг обзора, а искажения, полученные за счет большого числа линз, делали картинку размытой.

Эпоха рефракторных телескопов

Четко ответить на вопрос, кто первым изобрел телескоп, не получится, ведь Галилей только усовершенствовал уже существующую трубу для созерцания неба. Без идеи Липперсгея ему могла и не прийти в голову эта мысль. В последующие годы шло постепенное совершенствование прибора. Развитие значительно тормозила невозможность создания больших линз.

Толчком дальнейшего развития стало изобретение штатива. Трубу теперь не надо было держать в руках продолжительное время. Благодаря этому стало возможным удлинение трубки. Христиан Гюйгенс в 1656 году представил аппарат с увеличением в 100 раз, достигнуть этого удалось за счет увеличения расстояния между линзами, которые помещались в трубку длиной 7 метров. Спустя 4 года был создан телескоп длиной 45 метров.

Помехой для исследований мог стать даже небольшой ветер. Уменьшения искажения картинки пытались добиться путем дальнейшего увеличения расстояние между линзами. Развитие телескопов пошло в сторону удлинения. Самый длинный из них достигал 70 метров. Такое положение вещей сильно затрудняло работу, да и саму сборку устройства.

Новый принцип

Развитие космической оптики зашло в тупик, но долго так продолжаться не могло. Кто изобрел телескоп принципиально нового образца? Это был один из величайших ученых всех времен - Исаак Ньютон. Вместо линзы для фокусировки стало использоваться вогнутое зеркало, что позволило избавиться от хроматических искажений. Рефракторные телескопы ушли в прошлое, по праву уступив место рефлекторным.

Открытие телескопа, работающего по принципу рефлектора, перевернуло астрономическую науку. Зеркало, использованное в изобретении, Ньютону пришлось делать самостоятельно. Для его изготовления был использован сплав олова, меди и мышьяка. Первая рабочая модель продолжает храниться, по сей день, ее пристанищем стал Лондонский музей астрономии. Но оставалась небольшая проблема. Те, кто изобрел телескоп, еще долгое время не могли создать зеркало идеальной формы.

Прорыв

1720 год стал знаменательной датой для всей астрономической науки. Именно в этом году оптикам удалось создать рефлекторное зеркало диаметром 15 см. к слову сказать, зеркало ньютона имело диаметр всего 4 см. Это был настоящий прорыв, проникнуть в тайны вселенной стало гораздо проще. Миниатюрные телескопы по сравнению с 40-метровыми гигантами были всего 2 метра длиной. Наблюдение за космосом стало доступно большему кругу людей.

Компактные и удобные телескопы могли бы надолго войти в моду, если бы не одно "но". Сплав металла быстро тускнел и тем самым терял свои отражательные свойства. Вскоре зеркальная конструкция была усовершенствована и приобрела новые черты.

Два зеркала

Очередным усовершенствованием устройство телескопа обязано французу Кассегрену. Он придумал использовать 2 стеклянных зеркала вместо одного, сделанного из металлического сплава. Его чертежи оказались рабочими, но самому ему не удалось в этом убедиться, техническое оснащение не позволило воплотить мечту.

Телескопы Ньютона и Кассегрена можно уже считать первыми современными моделями. На их основе продолжается сейчас развитие телескопостроения. По принципу Кассегрена построен современный космический телескоп "Хаббл", который уже принес множество информации человечеству.

Возвращение к основам

Рефлекторы не смогли окончательно одержать победу. Рефракторы триумфально вернулись на пьедестал с изобретением двух новых сортов стекла: крон - более легкого, и флинт - тяжелого. Такая комбинация пришлась в помощь тому, кто изобрел телескоп без ахроматических погрешностей. Это оказался талантливый ученый Дж. Доллонд, в честь него и был назван новый вид объектива - доллондовый.

В 19-м веке рефракторный телескоп пережил свое второе рождение. С развитием технической мысли стало возможным изготавливать линзы идеальной формы и все большего размера. В 1824 году диаметр объектива составлял 24 см, к 1966 году он вырос в два реза, а в 1885 году составил уже 76 сантиметров. Условно говоря, диаметр объектива рос примерно на 1 см в год. О зеркальных устройствах почти забыли, в то время как линзовые теперь росли не в длину, а в сторону увеличения диаметра. Это позволяло улучшить угол обзора и одновременно увеличить картинку.

Великие энтузиасты

Возродили рефлекторные установки астрономы-любители. Одним из них был Уильям Гершель, несмотря на то что основной род его деятельности - это музыка, он сделал немало открытий. Самое первое его открытие - это планета Уран. Небывалый успех окрылил его на создание телескопа большего диаметра. Создав в домашней лаборатории зеркало диаметром 122 см, он сумел рассмотреть 2 неизвестных ранее.

Успехи любителей подталкивали к новым экспериментам. Основную проблему металлических зеркал - быстрое помутнение - так и не удалось преодолеть. Это натолкнуло французского физика Леона Фуко на мысль вставить в телескоп другое зеркало. В 1856 году он изготовил для увеличительного устройства стеклянное зеркало с серебряным напылением. Результат превзошел самые смелые прогнозы.

Еще одно важное дополнение внес Михаил Ломоносов. Он изменил систему так, что зеркало стало вращаться независимо от линзы. Это позволило максимально уменьшить потери световых волн и настраивать изображение. Одновременно с ним о подобном открытии заявил и Гершель.

Сейчас активно используются обе конструкции, и продолжается совершенствование оптики. В дело вступают современные компьютеры и Самый большой телескоп из тех, что расположены на Земле, - это большой Канарский телескоп. Но скоро его величие затмится, уже в работе проекты с зеркалами диаметром 30 м против его 10,4 м.

Телескопы-гиганты строят на возвышенности, чтобы максимально исключить преломление картинки земной атмосферой. Перспективным направлением является строительство космических телескопов. Они дают самую четкую картинку с максимальным разрешением. Все это было бы невозможно, если бы в далеком 17-м веке не была создана подзорная труба.

> Виды телескопов

Все оптические телескопы группируются по виду светособирающего элемента на зеркальные, линзовые и комбинированные. Каждый тип телескопов имеет свои достоинства и недостатки, поэтому, выбирая оптику, нужно принимать во внимание следующие факторы: условия и цели наблюдения, требования к весу и мобильности, цене, уровню аберрации. Охарактеризуем наиболее популярные виды телескопов.

Рефракторы (линзовые телескопы)

Рефракторы – это первые телескопы, изобретенные человеком. В таком телескопе за сбор света отвечает двояковыпуклая линза, которая выступает в роли объектива. Ее действие строится на основном свойстве выпуклых линз – преломлении световых лучей и их сборе в фокусе. Отсюда и название - рефракторы (от латинского refract - преломлять).

Был создан в 1609 году. В нем были использованы две линзы, с помощью которых собиралось максимальное количество звездного света. Первая линза, которая выступала в роли объектива, была выпуклой и служила для сбора и фокусировки света на определенном расстоянии. Вторая линза, играющая роль окуляра, была вогнутой и использовалась для превращения сходящего светового пучка в параллельный. С помощью системы Галилея можно получить прямое, неперевернутое изображение, качество которого сильно страдает от хроматической аберрации. Эффект хроматической аберрации можно увидеть в виде ложного прокрашивания деталей и границ объекта.

Рефрактор Кеплера – более совершенная система, которая была создана в 1611 году. Здесь в роли окуляра использовалась выпуклая линза, в которой передний фокус был совмещен с задним фокусом линзы-объектива. От этого итоговое изображение было перевернутым, что не принципиально для астрономических исследований. Главное преимущество новой системы – возможность установки измерительной сетки внутри трубы в точке фокуса.

Для данной схемы также была характерна хроматическая аберрация, впрочем эффект от нее можно было нивелировать, увеличив фокусное расстояние. Именно поэтому телескопы того времени имели огромное фокусное расстояние с трубой соответствующего размера, что вызывало серьезные трудности при проведении астрономических исследований.

В начале XVIII века появился , который популярен и в сегодняшние дни. Объектив данного прибора сделан из двух линз, изготовленных их различных сортов стекла. Одна линза – собирающая, вторая – рассеивающая. Такая структура позволяет серьезно уменьшить хроматическую и сферическую аберрации. А корпус телескопа остается весьма компактным. Сегодня созданы рефракторы апохроматы, в которых влияние хроматической аберрации сведено к возможному минимуму.

Достоинства рефракторов:

• Простая конструкция, легкость в эксплуатации, надежность;
• Быстрая термостабилизация;
• Нетребовательность к профессиональному обслуживанию;
• Идеален для исследования планет, Луны, двойных звезд;
• Превосходная цветопередача в апохроматическом исполнении, хорошая – в ахроматическом;
• Система без центрального экранирования от диагонального или вторичного зеркала. Отсюда высокая контрастность изображения;
• Отсутствие воздушных потоков в трубе, защита оптики от грязи и пыли;
• Цельная конструкция объектива, не требующая регулировок со стороны астронома.

Недостатки рефракторов:

• Высокая цена;
• Большой вес и габариты;
• Небольшой практический диаметр апертуры;
• Ограниченность в исследовании тусклых и небольших объектов в далеком космосе.

Название зеркальных телескопов – рефлекторов происходит от латинского слова reflectio – отражать. Данный прибор представляет собой телескоп с объективом, в роли которого выступает вогнутое зеркало. Его задача – собирать звездный свет в единой точке. Поместив в данной точке окуляр, можно увидеть изображение.

Один из первых рефлекторов (телескоп Грегори ) был придуман в 1663 году. Данный телескоп с параболическим зеркалом был полностью избавлен от хроматических и сферических аберраций. Свет, собранный зеркалом, отражался от небольшого овального зеркала, который был закреплен перед главным, в котором было небольшое отверстие для вывода светового пучка.

Ньютон был полностью разочарован в телескопах-рефракторах, поэтому одной из главных его разработок стал телескоп-рефлектор, созданный на основе металлического главного зеркала. Он одинаково отражал свет с различными длинами волн, а сферическая форма зеркала делала прибор более доступным даже для самостоятельного изготовления.

В 1672 году ученый-астроном Лорен Кассегрен предложил схему телескопа, который внешне напоминал знаменитый рефлектор Грегори. Но усовершенствованная модель имела несколько серьезных отличий, главное из которых – выпуклое гиперболическое вторичное зеркало, которое позволило сделать телескоп более компактным и свело к минимуму центральное экранирование. Впрочем, традиционный рефлектор Кассегрена оказался нетехнологичным для массового изготовления. Зеркала со сложными поверхностями и неисправленная аберрация комы – основные причины такой непопулярности. Однако модификации данного телескопа используются сегодня по всему миру. К примеру, телескоп Ричи-Кретьена и масса оптических приборов на основе системы Шмидта-Кассегрена и Максутова-Кассегрена .

Сегодня под названием «рефлектор» принято понимать ньютоновский телескоп. Основные его характеристики – это небольшая сферическая аберрация, отсутствие какого-либо хроматизма, а также неизопланатизм – проявление комы вблизи от оси, что связано с неравностью отдельных кольцевых зон апертуры. Из-за этого звезда в телескопе выглядит не как круг, а как некая проекция конуса. При этом, тупая округлая его часть повернута от центра в сторону, а острая – напротив, к центру. Для коррекции эффекта комы используются линзовые корректоры, которые следует фиксировать перед фотокамерой или окуляром.

«Ньютоны» зачастую выполняются на монтировке Добсона, которая отличается практичностью и компактными размерами. Это делает телескоп весьма портативным устройством, несмотря на размеры апертуры.

Достоинства рефлекторов:

Доступная цена;

• Мобильность и компактность;
• Высокая эффективность при наблюдении тусклых объектов в глубоком космосе: туманностей, галактик, звездных скоплений;

Максимально яркие и четкие изображения с минимальным искажением.

Хроматическая аберрация сведена к нулю.

Недостатки рефлекторов:

• Растяжка вторичного зеркала, центральное экранирование. Отсюда – низкая контрастность изображения;
• Термостабилизация большого стеклянного зеркала занимает много времени;
• Открытая труба без защиты от тепла и пыли. Отсюда – низкое качество изображения;
• Требуется регулярная коллимация и юстировка, которые могут утрачиваться во время использования или перевозки.

Для исправления аберрации и построения изображения катадиоптрические телескопы применяют как зеркала, так и линзы. Набольшим спросом сегодня пользуются два типа таких телескопов: на схеме Шмидт-Кассегрена и Максутов-Кассегрена.

Конструкция приборов Шмидта-Кассегрена (ШК) состоит из сферических главного и вторичного зеркал. При этом сферическая аберрация корректируется полноапертурной пластиной Шмидта, которая установлена на входе в трубу. Однако здесь сохраняются некоторые остаточные аберрации в виде комы и кривизны поля. Их исправление возможно при использовании линзовых корректоров, которые особенно актуальны в астрофотографии.

Основные достоинства приборов такого типа касаются минимального веса и короткой трубы при сохранении внушительного диаметра апертуры и фокусного расстояния. Вместе с тем, для данных моделей не характерны растяжки крепления вторичного зеркала, а особая конструкция трубы исключает проникновение внутрь воздуха и пыли.

Разработка системы Максутова-Кассегрена (МК) принадлежит советскому инженеру-оптику Д. Максутову. Конструкция такого телескопа оснащена сферическими зеркалами, а за коррекцию аберраций отвечает полноапертурный линзовый корректор, в роли которой выступает выпукло-вогнутая линза – мениск. Именно поэтому такое оптическое оборудование часто называют менисковым рефлектором.

К достоинствам МК относится возможность корректировки практически любой аберрации с помощью подбора основных параметров. Единственное исключение – это сферическая аберрация высшего порядка. Всё это делает схему популярной среди производителей и любителей астрономии.

Действительно, при прочих равных условиях система МК дает более качественные и четкие изображения, чем схема ШК. Однако у более габаритных телескопах МК продолжительнее период термостабилизации, поскольку толстый мениск теряет температуру гораздо медленнее. Кроме того, МК более чувствительны к жесткости крепления корректора, поэтому конструкция телескопа обладает большим весом. С этим связана высокая популярность систем МК с малыми и средними апертурами и систем ШК со средними и большими апертурами.

Кроме того, разработаны катадиоптрические системы Максутова-Ньютона и Шмидта-Ньютона, конструкция которых создана специально для исправления аберраций. Они сохранили ньютоновские габариты, но вес их существенно возрос. Особенно это касается менисковых корректоров.

Достоинства

• Универсальность. Могут использоваться и для наземных, и для космических наблюдений;
• Повышенный уровень исправления аберрации;
• Защита от пыли и тепловых потоков;
• Компактные размеры;
• Доступная цена.

Недостатки катадиоптрических телескопов:

• Долгий период термостабилизации, что особенно актуально для телескопов с менисковым корректором;
• Сложность конструкции, которая вызывает трудности при установке и самостоятельной юстировке.

Что такое телескоп, известно многим, но обычно довольно туманно. Видело его еще меньшее количество людей, а тех, кто имел возможность воспользоваться этим инструментом – еще меньше. Хотя сегодня, при желании, довольно неплохой телескоп можно приобрести в магазине. Но, прежде чем идти за покупкой, нужно хотя бы иметь представление, что это и зачем нужно, чтобы не пылилась коробка где-нибудь на балконе.

Итак, телескоп – это «это инструмент, который собирает электромагнитное излучение удаленного объекта и направляет его в фокус, где образуется увеличенное изображение объекта или формируется усиленный сигнал». Вот как завернули! Наиболее распространены и известны оптические телескопы – именно они увеличивают далекие объекты и позволяют рассмотреть или сфотографировать их мелкие детали, ведь видимый свет – это тоже один из видов электромагнитного излучения. Но есть телескопы, которые работают в других диапазонах, например, в рентгеновском и в радиодиапазоне, поэтому и понятие телескопа такое широкое.

Радиотелескопы похожи на огромные спутниковые «тарелки», да собственно и принцип их действия тот – же. Они собирают радиоизлучение, которое потом усиливается и изучается. Это «уши» астрономов, которыми они слушают небо. И слышат довольно много…

И все – таки понятие телескопа у нас ассоциируется с оптической системой – этакой подзорной трубой на подставке. Конечно, есть и такие, но это небольшая их доля от общего числа современных систем.

Первый телескоп, состоящий из пары линз, как считается, изобрел Галилео Галилей в 1609 году, но это не так. Годом раньше, в 1608 году, голландец Ганс Липпершлей попытался запатентовать устройство из трубки со вставленными линзами, которое он назвал подзорной трубой, но ему отказали по причине простоты конструкции. И даже раньше, в 1450 году Томас Диггес пытался смотреть на звезды с помощью линзы и вогнутого зеркала, но так и не довел идею до конца. Галилей оказался «в нужное время в нужном месте», и он первым навел простую подзорную трубу на небо, открыл горы на Луне и много других интересных вещей… Поэтому его можно назвать первым астрономом, применившим телескоп.

Телескоп Галилея дал начало эре телескопов – рефракторов. Так называют систему из линз, которая дает изображение за счет преломления света в линзах. Линза, в которую свет попадает, называется объективом. Чем она больше, тем больше света собирает и телескоп может показать более слабосветеящиеся объекты. Чем больше фокусное расстояние объектива, тем большее увеличение телескоп дает. Поэтому широко были распространены телескопы с огромными трубами – длиной в 3 метра и более. Та линза, в которую смотрит наблюдатель, называется окуляр. Он, наоборот, должен иметь маленькое фокусное расстояние. Кстати, увеличение телескопа можно получить, разделив фокусное расстояние объектива на фокусное расстояние окуляра.

Первые телескопы давали плохое изображение. Со временем систему усложнили – как объектив, так и окуляр состоит из нескольких линз из разных сортов стекла, которые компенсируют недостатки друг друга и современный телескоп-рефрактор – довольно хороший и мощный инструмент.

В 1720 году Исаак Ньютон создал первый зеркальный телескоп – рефлектор. Он имел металлическое вогнутое зеркало диаметром всего в 40 миллиметров, но давал отличную картинку. Отраженный свет не имеет таких недостатков и искажений, как преломленный, поэтому зеркальные телескопы системы Ньютона получили огромное распространение. Они имели довольно компактный размер по сравнению с линзовыми рефракторами при довольно мощном большом зеркале – объективе. И сейчас телескопы Ньютона – самый популярный инструмент астрономов – любителей. Многие делают их сами, а сейчас и в продаже есть много довольно сильных и недорогих моделей.

Из телескопов – рефракторов и рефлекторов со временем получилось очень много модификаций, которые имеют свои достоинства и недостатки. Рефракторы традиционно имеют большое увеличение и используются для изучения ярких, но далеких объектов – планет, Луны, Солнца, туманностей и звезд. Рефлекторы имеют большой объектив – зеркало собирает гораздо больше света благодаря большему диаметру, поэтому имеют большую светосилу. Они лучше подходят для наблюдения слабых объектов – туманностей, галактик, слабых звезд. Конечно, можно использовать любую модель для любой цели, но при выборе нужно учитывать будущие условия применения. Если хотите смотреть больше на планеты, Луну или кометы – можно купить как рефрактор, так и рефлектор, а если больше интересует наблюдение и фотографирование туманностей, переменных звезд или галактик – лучше выбрать зеркальный рефлектор.

Телескоп «Джеймс Уэбб» - это орбитальная инфракрасная обсерватория, которая должна заменить тот самый знаменитый космический телескоп «Хаббл».

Это очень сложный механизм. Работа над его идет около 20 лет! «Джеймс Уэбб» будет обладать составным зеркалом 6,5 метров в диаметре и стоить около 6.8 млрд долларов. Для сравнения, диаметр зеркала «Хаббла» - «всего» 2.4 метра.

Посмотрим?

1. Телескоп «Джеймс Уэбб» должен быть размещен на гало-орбите в точке Лагранжа L2 системы Солнце - Земля. А в космосе холодно. Здесь показаны испытания, проводимые 30 марта 2012, направленные на изучение возможности противостоять холодным температурам пространства. (Фото Chris Gunn | NASA):

2. «Джеймс Уэбб» будет обладать составным зеркалом 6.5 метров в диаметре с площадью собирающей поверхности 25 м². Много это, или мало? (Фото Chris Gunn):

3. Сравним с «Хабблом». Зеркало «Хаббла» (слева) и «Уэбба» (справа) в одном масштабе:

4. Полномасштабная модель космического телескопа Джеймса Уэбба в Остине, штат Техас, 8 марта 2013. (Фото Chris Gunn):

5. Проект телескопа представляет собой международное сотрудничество 17 стран, во главе которых стоит NASA, со значительным вкладом Европейского и Канадского космических агентств. (Фото Chris Gunn):

Полномасштабная модель космического телескопа Джеймса Уэбба в Остине

6. Изначально запуск намечался на 2007 год, в дальнейшем переносился на 2014 и на 2015 год. Однако первый сегмент зеркала был установлен на телескоп лишь в конце 2015 года, а полностью главное составное зеркало было собрано только в феврале 2016 года.(Фото Chris Gunn):

7. Чувствительность телескопа и его разрешающая способность напрямую связаны с размером площади зеркала, которое собирает свет от объектов. Учёные и инженеры определили, что минимальный диаметр главного зеркала должен быть 6.5 метра, чтобы измерить свет от самых далёких галактик.

Простое изготовление зеркала, подобного зеркалу телескопа «Хаббл», но большего размера, было неприемлемо, так как его масса была бы слишком большой, чтобы можно было запустить телескоп в космос. Команде учёных и инженеров необходимо было найти решение, чтобы новое зеркало имело 1/10 массы зеркала телескопа «Хаббл» на единицу площади. (Фото Chris Gunn):

8. Не только у нас всё дорожает от начальной сметы. Так, стоимость телескопа «Джеймс Уэбб» превысила изначальные расчёты по меньшей мере в 4 раза. Планировалось, что телескоп обойдётся в 1,6 млрд долл. и будет запущен в 2011 году, однако по новым оценкам стоимость может составить 6.8 млрд, при этом запуск состоится не ранее 2018 года. (Фото Chris Gunn):

9. Это спектрограф ближнего инфракрасного диапазона. Он будет анализировать спектр источников, что позволит получать информацию как о физических свойствах исследуемых объектов (например, температуре и массе), так и об их химическом составе. (Фото Chris Gunn):

Испытания солнцезащитного экрана

Телескоп позволит обнаруживать относительно холодные экзопланеты с температурой поверхности до 300 К (что практически равно температуре поверхности Земли), находящиеся дальше 12 а. е. от своих звёзд, и удалённые от Земли на расстояние до 15 световых лет. В зону подробного наблюдения попадут более двух десятков ближайших к Солнцу звезд. Благодаря «Джеймсу Уэббу» ожидается настоящий прорыв в экзопланетологии - возможностей телескопа будет достаточно не только для того, чтобы обнаруживать сами экзопланеты, но даже спутники и спектральные линии этих планет.

11. Инженеры тестируют в камере. систему подъема телескопа, 9 сентября 2014. (Фото Chris Gunn):

12. Исследование зеркал, 29 сентября 2014. Шестиугольная форма сегментов была выбрана не случайно. Она обладает высоким коэффициентом заполнения и имеет симметрию шестого порядка. Высокий коэффициент заполнения означает, что сегменты подходят друг к другу без зазоров. Благодаря симметрии 18 сегментов зеркала можно разделить на три группы, в каждой из которых настройки сегментов идентичны. Наконец, желательно, чтобы зеркало имело форму, близкую к круговой - для максимально компактного фокусирования света на детекторах. Овальное зеркало, например, дало бы вытянутое изображение, а квадратное послало бы много света из центральной области. (Фото Chris Gunn):

Исследование зеркал

13. Очистка зеркала сухим льдом из двуокиси углерода. Тряпками здесь никто не трет. (Фото Chris Gunn):

Очистка зеркала сухим льдом из двуокиси углерода

14. Камера A - это гигантская испытательная камера с вакуумом, которая будет моделировать космическое пространства при испытаниях телескопа «Джеймса Уэбба», 20 мая 2015. (Фото Chris Gunn):

17. Размер каждого из 18 шестигранных сегментов зеркала составляет 1.32 метра от ребра до ребра. (Фото Chris Gunn):

18. Масса непосредственно самого́ зеркала в каждом сегменте - 20 кг, а масса всего сегмента в сборе - 40 кг. (Фото Chris Gunn):

19. Для зеркала телескопа «Джеймса Уэбба» используется особый тип бериллия. Он представляет собой мелкий порошок. Порошок помещается в контейнер из нержавеющей стали и прессуется в плоскую форму. После того как стальной контейнер удалён, кусок бериллия разрезается пополам, чтобы сделать две заготовки зеркала около 1.3 метра в поперечнике. Каждая заготовка зеркала используется для создания одного сегмента. (Фото Chris Gunn):

20. Затем поверхность каждого зеркала стачивается для придания формы, близкой к расчётной. После этого зеркало тщательно сглаживают и полируют. Этот процесс повторяется до тех пор, пока форма сегмента зеркала не станет близка к идеальной. Далее сегмент охлаждается до температуры −240 °C, и с помощью лазерного интерферометра производятся измерения размеров сегмента. Затем зеркало с учётом полученной информации проходит окончательную полировку. (Фото Chris Gunn):

21. По завершению обработки сегмента передняя часть зеркала покрывается тонким слоем золота для лучшего отражения инфракрасного излучения в диапазоне 0,6-29 мкм, и готовый сегмент проходит повторные испытания при криогенных температурах. (Фото Chris Gunn):

22. Работа над телескопом в ноябре 2016 года. (Фото Chris Gunn):

23. НАСА завершило сборку космического телескопа «Джеймс Уэбб» в 2016 году и приступило к его испытаниям. Это снимок от 5 марта 2017 года. На длинной выдержке техники выглядят призраками. (Фото Chris Gunn):

Транспортировка телескопа в Хьюстон

26. Дверь в ту самую камеру А с 14-й фотографии, в которой моделируется космическое пространство. (Фото Chris Gunn):

Телескоп «Джеймс Уэбб» внутри камеры А

Что такое телескоп? В 1608 г. голландский оптик Ханс Липперсгей изобрел телескоп - устройство, применяемое астрономами для увеличения изображений далеких объектов.

Он заметил, что эти объекты кажутся ближе, если смотреть на них сквозь две очковые линзы, и поместил линзы в трубу. Так появился первый телескоп.

Не исключено, что примитивные телескопы и подзорные трубы появились еще раньше, однако Липперсгей, как утверждают, был первым, кто использовал соответствующие приспособления для целенаправленного за небесными телами.

Кто изобрел телескоп?

Некоторые склонны полагать, что телескоп изобрел . На самом деле великий ученый только усовершенствовал голландца Х. Липперсхея, появившееся в 1608 г., а название «телескоп» дано греческим И. Демисиани в 1611 г., когда он познакомился с инструментом Галилея.

Результаты применения даже самых простых оптических телескопов были просто поразительными: были открыты на , пятна на , отдельные в .

Телескоп Галилея, как и все такие же инструменты в будущем, состоял из двух частей. Объектив — оптическая линза — собирал свет, а полученное изображение исследователь рассматривал через окуляр — своего рода лупу, позволяющую увеличить изображение.

Так, второй телескоп, построенный Галилеем, увеличивал изображения небесных тел в 34 раза. Оптические инструменты, в которых изображение получается с помощью собирающей линзы, называются рефракторами — от латинского слова «рефракцио», означающего «преломляю».

У телескопов-рефракторов был один серьезный недостаток — не удавалось сильно увеличить размеры объектива, так как большие и качественные линзы изготавливать очень трудно.

К тому же выяснилось, что линзы телескопов по-разному преломляют лучи разного цвета, из-за чего в изображениях появляются искажения — аберрации. Чтобы избавиться от этого, конструкции пришлось усложнять, применяя составные линзы.

Немало досаждала астрономам и земная , которая вносила свои искажения в наблюдения. Чтобы не зависеть от состояния атмосферы и , обсерватории начали строить в горах, где воздух прозрачен большую часть .

Ньютоново зеркало и рефракторы

Чтобы избавиться от цветной аберрации, около 1667 г. предложил принципиально иную схему телескопа — в его инструменте свет собирала не линза, а вогнутое (параболическое) .

Пучок лучей затем направлялся на маленькое плоское зеркальце, расположенное в фокусе большого зеркала, а оттуда — в окуляр.

Изготовление «вогнутых» зеркал технически проще, и это сразу же позволило увеличить размеры и разрешающую способность телескопов. И в наши дни большинство оптических телескопов, в том числе и самых крупных в мире, являются рефракторами.

Крупнейшие обсерватории соревнуются между собой, наращивая размеры зеркал телескопов. Современный рефлектор — сложнейшая конструкция, занимающая целое здание и управляемая множеством .

Самый мощный телескоп в Евразии построен в России — он находится на Северном Кавказе. Диаметр его главного зеркала составляет 6 м, а процесс его изготовления занял более двух лет.

Но «королем» всех астрономических инструментов, расположенных на , сегодня является Большой Канарский телескоп, построенный на Канарских островах по проекту ученых , Испании и .

Его зеркало имеет диаметр 10,4 м. Он способен «различать» объекты в миллиард раз более слабые, чем способен увидеть глаз.

Современные оптические телескопы, сделанные с применением стекла, линз или зеркал, увеличивают в 100 млн раз сильнее, чем телескоп Галилея.

Самый большой в мире оптический и инфракрасный двойной телескоп установлен в обсерватории Кека на Гавайях (на фото). Каждый из этих двух телескопов высотой в восемь этажей весит 300 тонн.

Космический телескоп Хаббла, названный в честь и выведенный на орбиту в 1990 г., облетает Землю со скоростью 8 км/с и передает полученные изображения на Землю.

Поскольку он расположен вне атмосферы (она искажает и блокирует свет, который доходит до Земли), космический телескоп способен давать более четкие изображения , чем телескопы, установленные на земной поверхности.

Инфракрасные телескопы

Как и у оптических телескопов, главной частью инфракрасных телескопов является зеркало.

Оно не обязательно должно быть таким же точным, как зеркала наземных рефлекторов, зато защита от помех для инфракрасных телескопов едва ли не главное условие .

А помех множество — инфракрасные лучи испускают все движущиеся и испытывающие детали телескопа, электронные устройства и приборы. Поэтому даже в условиях инфракрасные телескопы приходится охлаждать жидким гелием с температурой -270 °С.

Вселенная полна источников инфракрасного излучения — это сами звезды, космической и , нагретые расположенными близко к ним звездами, по сверхмощному инфракрасному излучению можно распознать области, в которых образуются новые звезды.

И даже близкие к нам области , планеты и их спутники исследуют с помощью инфракрасных приборов, позволяющих определить состав и структуру их атмосфер.

Особый интерес для изучения в инфракрасном диапазоне представляют активные ядра галактик, мощность излучения от которых так велика, что этому явлению пока еще не найдено объяснения.

По сведениям Национального агентства по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), которое по поручению правительства США занимается космическими исследованиями, каждую неделю космический телескоп Хаббла передает на Землю около 120 гигабит научных данных.

Такой объем информации эквивалентен содержимому книжной полки длиной около 1100 м. Непрерывно растущая коллекция изображений и данных хранится на магнитооптических дисках.

Космический телескоп Хаббла сыграл основополагающую роль в открытии темной энергии, загадочной силы, которая ускоряет расширение Вселенной.

Он обнаружил протопланетарные диски, сгустки газа и пыли вокруг молодых звезд, которые, вероятно, служат материалом, из которого формируются новые планеты.

Телескоп Хаббла установил также, что в далеких галактиках случаются вспышки , которые сопровождают гибель массивных звезд, - необычные, невероятно мощные выбросы энергии.