Ocena brak

Co to jest teleskop Kecka?

Autor /Czech Dodano /31.01.2012

Przez wiele lat największy na świe­cie funkcjonujący teleskop miał lustro o średnicy 5 m. Teleskop Kecka, którego lustro ma efektyw­ną średnicę 10 m, jest pierwszym z nowej generacji teleskopów, która ma zrewolucjonizować nasze możliwości oglądania kosmosu.
W 1948 roku ukończono budowę teleskopu Hale'a. Zaczął on wówczas pracę na Mount Palomar w Kalifornii. Jego lustro miało średnicę 5 metrów i przez następne trzy­dzieści lat pozostawał najpotężniejszym telesko­pem funkcjonującym na świecie.
W latach siedemdziesiątych w Związku Ra­dzieckim zbudowano teleskop, który miał konku­rować z gigantem z Mount Palomar. Lustro tego urządzenia miało średnicę 6 metrów, jednak jego ciężar był tak wielki, że grawitacja spowodowała zniekształcenie powierzchni.
Jednak dzięki zastosowaniu rewolucyjnej nowej technologii i komputerów o potężnej mocy obli­czeniowej w połowie lat osiemdziesiątych powstał pierwszy gigantyczny teleskop nowej generacji. Jego budowa była możliwa głównie dzięki fundu­szom pochodzącym z Fundacji Kecka założonej w roku 1954 przez W. M. Kecka, magnata naftowe­go, w celu finansowania badań naukowych. Fun­dacja wyłożyła 70 milionów dolarów z 94 milio­nów, które kosztował teleskop.
Początek nowej ery
W 1977 roku naukowcy z Uniwersytetu Kalifornij­skiego spotkali się celem przedyskutowania moż­liwości technicznych budowy teleskopu o średni­cy lustra 10 metrów. Szybko doszli do wniosku, że koszt takiego teleskopu osiągnąłby kwotę ponad miliarda dolarów, więc rozpoczęli poszukiwania innych rozwiązań.
Naukowcy wpadli na pomysł, by zamiast jed­nego ogromnego i niezwykle kosztownego lustra o średnicy 10 metrów użyć „plastra miodu" złożo­nego z 36 mniejszych sześciokątnych luster. Każde miałoby przekątną o długości zaledwie 1,8 m, były­by więc nieporównywalnie mniejsze, lżejsze i tań­sze od olbrzymiego pojedynczego zwierciadła. Uło­żone razem tworzyłyby jednak lustro o całkowitej średnicy 10 metrów. Aby cały zespół luster za­chował należyty kształt i odpowiednio odbijał świa­tło mimo działania grawitacji, należało użyć za­awansowanej technologii cyfrowej, jednak już wstępne testy pokazały, że projekt ma duże szan­se powodzenia. Światło widzialne ma bowiem tak małą długość fali, że może być odbijane zarówno przez pojedyncze lustro, jak i przez zespół odpo­wiednio ułożonych zwierciadeł.
Prace nad teleskopem rozpoczęły się w 1985 r. Choć Keck 1 jest teleskopem ogromnym, to jego kopuła mierzy zaledwie 36 metrów średnicy -mniej niż kopuła teleskopu Hale'a. Przyczyna tkwi w stosunkowo małej masie Kecka 1 i w zastoso­waniu niewielkich komputerowych systemów ste­rowania, które umożliwiają teleskopowi podąża­nie za pozornym ruchem gwiazd na niebie. Dzięki tym czynnikom teleskop można było umieścić na małej podstawie. Kopułę izolowano warstwami betonu, pomalowano specjalnymi odbijającymi promieniowanie farbami i wyposażono w wysoko-wydajny system klimatyzacji, tak by temperatury zewnętrzna i wewnętrzna były zawsze jednakowe. Dzięki temu unika się prądów konwekcyjnych i turbulencji powietrza, które znacznie pogarsza­łyby zdolność rozdzielczą teleskopu.
Sterowanie lustrem
Tymczasem opracowywano i testowano techno­logię sterowania lustrem teleskopu. Każde z 36 zwierciadeł było umocowane na stałe w płaszczyź­nie poziomej, jednak musiały mieć one pewną swobodę ruchu w płaszczyźnie pionowej, tak by przeciwdziałać odkształceniom grawitacyjnym i zawsze tworzyć idealną hiperboloide. W tym celu każde z luster zamontowane zostało na stalowym giętkim dysku i podtrzymywane jest przez mecha­nizm równomiernie rozkładający ciężar. .
Połączenie pomiędzy dwoma sąsiednimi seg­mentami lustra działa jako kondensator elektryczny. Jakiekolwiek przesunięcia zwierciadeł względem siebie zmieniają pojemność kondensatora, co po­woduje zmiany napięcia. To z kolei wprawia w ruch serwomechanizmy sterujące lustrem, które automatycznie ustawiają lustra z powrotem w od­powiedniej pozycji. Kształt „plastra miodu'* jest w ten sposób korygowany dwukrotnie w ciągu sekundy. Taka dokładność ustawienia ma kluczo­we znaczenie, jako że teleskop używany jest rów­nież do obserwacji w dalekiej podczerwieni, gdzie długość fali promieniowania jest znacznie więk­sza od długości fali promieniowania widzialnego. W tych warunkach wpływ ewentualnych znie­kształceń lustra byłby znacznie większy.
Jak to działa
Światło padające na główne hiperboliczne zwier­ciadło teleskopu jest odbijane i kierowane na znaj­dujące się nad nim drugie zwierciadło. To z kolei odbija je z powrotem i kieruje na trzecie lustro, które ogniskuje obraz na jednym z trzech różnych instrumentów. Oprócz kamery teleskop Kecka jest wyposażony w instrumenty do badań promienio­wania podczerwonego oraz w spektrografy - przy­rządy, które rozszczepiają światło gwiazd na spek­trum barwne, dzięki któremu można określić budowę gwiazdy.
Jedyne ograniczenia możliwości teleskopu Kecka są wywołane obecnością ziemskiej atmo­sfery. Teleskop ten jest jednym z licznych instru­mentów obserwacyjnych zamontowanych na szczycie Mauna Kea na Hawajach. Głównymi zaletami tego miejsca jest duża wysokość nad poziomem morza i wpływ otaczającego oceanu. Obserwatorium jest położone w górnych, znacz­nie rzadszych i czystszych warstwach atmosfery. Chmury w tej okolicy tworzą się co najmniej 200 metrów poniżej szczytu Mauna Kea.
Oczywiście praca na takiej wysokości (szczyt sięga 4205 metrów nad poziomem morza) niesie ze sobą liczne niewygody. Mimo że astronomowie przechodzą wstępną krótką aklimatyzację na Hale Pohaku (2800 metrów nad poziomem morza), to większość z nich podczas prowadzenia obserwa­cji i tak odczuwa różne symptomy choroby wyso­kościowej. Hawaje są również bardzo oddalone od większości ośrodków naukowych świata, więc do­stanie się na wyspy zabiera dużo czasu i jest kosztowne. Z tych przyczyn w obserwatorium zatrudniono stały zespół obsługujący teleskop, który prowadzi obserwacje na zlecenia astrono­mów, po czym przesyła im wyniki. W Uniwersy­tecie Kalifornijskim opracowywany jest nowy sys­tem zdalnego sterowania pracą teleskopu Kecka, który może spowodować, że urządzenie będzie mogło być obsługiwane bez konieczności podróżo­wania na szczyty hawajskich wulkanów.

Podobne prace

Do góry