Компьютерра PDA N156 (21.01.2012-27.01.2012)

Дмитрий Вибе: Запрограммированное счастье

Автор: Дмитрий Вибе

Опубликовано 27 января 2012 года

Существует мнение, что революция в астрономии происходит каждый раз, когда диаметр объектива наблюдательного инструмента увеличивается на порядок. Первый раз это произошло в 1609 году, когда усилиями Галилея на смену зрачку человеческого глаза (несколько миллиметров) пришёл объектив телескопа (несколько сантиметров). Этого перехода оказалось достаточно, чтобы кардинально изменить... да вообще всё.

Забавно, что ни особенных усилий, ни особенных затрат от первопроходцев не требовалось. Революцию творил буквально каждый новый вооружённый взгляд на небо. Посмотрел на Луну - революция. Посмотрел на Юпитер - революция. Посмотрел на Млечный Путь - революция!

К сожалению, запас малозатратных открытий исчерпался довольно быстро. Следующая революция потребовала уже немалых трудов и по созданию оборудования, и по проведению наблюдений. Её автором стал великий астроном Вильям Гершель, по сути, открывший нашу Галактику, который большую часть наблюдений провёл на телескопе с сорокасемисантиметровым зеркалом. Его наградой за труды стало признание на надгробном камне: "Сломал засовы небес".

Для выхода за пределы Галактики понадобились уже телескопы, диаметры объективов которых измеряются метрами. Их создание потребовало немалых затрат и коллективного труда разнообразных специалистов. Именно благодаря таким инструментам было доказано, что наша Галактика - лишь один из сотен миллиардов звёздных островов в гигантской Вселенной. Им же мы обязаны и современными космологическими представлениями об эволюции Вселенной.

Сейчас многометровые зеркала оптических телескопов стали обыденностью, полуметровые инструменты, наподобие гершелевского, перешли в разряд школьных, а телескоп Галилея сойдёт разве что за игрушку. Но ведь конца у революции нет - значит, нужно двигаться дальше, преодолевая очередной порядок величины!

Сейчас разрабатывается три проекта мегателескопов с объективами в десятки метров - два в США и один в Европе. Ни у одного из этих инструментов не предполагается цельного объектива. Все их зеркала будут составными, как, например, у уже работающих десятиметровых телескопов Кека (Гавайские о-ва, США) и Большого Канарского телескопа. Поэтому характеристика "n-метровый" в отношении таких инструментов является несколько условной. Все они настолько дороги, что оказались не по силам не только одному человеку или одной обсерватории, но и одной стране.

Самый маленький из мегателескопов и, пожалуй, наиболее близкий к реализации - Большой телескоп Магеллана (Giant Magellan Telescope, GMT). Он создаётся консорциумом девяти организаций из США, Австралии и Кореи и будет установлен в обсерватории Лас-Кампанас (Чили). За счёт установки в уже существующей обсерватории удаётся избежать лишних затрат на дороги и прочую инфраструктуру.

Объектив GMT будет состоять из семи 8,4-метровых зеркал: одного центрального и шести внеосевых. Угловое разрешение телескопа будет эквивалентно цельному зеркалу диаметром 24,5 метра. Эффективный диаметр собирающей поверхности несколько меньше (из-за промежутков между зеркалами) - 21,4 метра.

Предполагается, что создание телескопа обойдётся в 700 млн долларов. Интересно, что его "физическое" изготовление уже началось, а полная сумма ещё не собрана; удалось раздобыть только чуть больше 250 миллионов. Тем не менее 14 января 2012 года была отлита заготовка уже для второго зеркала. Теоретически телескоп можно будет начинать использовать при готовности четырёх зеркал: центрального и трёх боковых. Предполагается, что это произойдёт примерно в 2017 году, а в полную силу GMT заработает к концу десятилетия.

Название второго американского проекта говорит само за себя - Тридцатиметровый телескоп (Thirty Meter Telescope, TMT). Его зеркало также будет составным, с 492 шестиугольными сегментами размером чуть более метра. Для установки TMT выбрана площадка на вершине гавайского вулкана Мауна-Кеа. За неё пришлось долго бороться: Мауна-Кеа - священное место для аборигенов, и они (по крайней мере, представляющие их политики) болезненно воспринимают любое строительство на ней.

Ориентировочная стоимость проекта составляет миллиард долларов. Помимо США и Канады, её разделят также Япония, Индия и Китай, в светлом будущем, естественно, получив за это часть наблюдательного времени. Как и в случае c GMT, светлое будущее наступит в конце десятилетия, а начаться строительство должно в этом году.

Старый Свет собирается строить самый большой из мегателескопов. Несколько лет назад в европейских планах значился стометровый монстр OWL (Overwhelmingly Large Telescope). К сожалению, Подавляюще большой телескоп рухнул под своей подавляюще большой стоимостью в 1,2 млрд евро (по самым предварительным оценкам), и Европа в лице Европейской Южной обсерватории решила сосредоточиться на более скромном, всего лишь Чрезвычайно большом телескопе (European Extremely Large Telescope, E-ELT). Его зеркало будет состоять примерно из тысячи шестиугольных сегментов размером 1,4 м и эффективным диаметром 39,3 метра. До 2011 года диаметр предполагался несколько больший - 42 метра, но дороговизна инструмента вынудила уменьшить количество сегментов. Впрочем, выступая летом прошлого года на конференции в Санкт-Петербурге, генеральный директор ESO Тим де Зюв пообещал, что больше сокращений не будет, так как меньшее зеркало лишает затею смысла - с учётом конкурирующих проектов.

Место для телескопа выбирали довольно долго, причём среди прочих площадок с хорошим астроклиматом рассматривался и Узбекистан. Однако в конечном итоге было принято решение не усложнять и без того сложную процедуру создания телескопа и ставить его неподалёку от других телескопов ESO в Чили, на горе Серро-Армазонес. В 2012 году начнутся строительство дороги к месту установки телескопа и создание основных оптических компонентов. Заработает телескоп в начале 2020-х годов. Если, конечно, всё пойдёт по плану и у Европы на протяжении следующего десятилетия не найдётся более актуального применения для миллиарда евро.

По своему оснащению и предполагаемым задачам все три телескопа похожи друг на друга. Это будут (по крайней мере, на первых порах) почти исключительно спектроскопические инструменты, способные наблюдать во всём доступном с Земли диапазоне, то есть примерно от 300 нм до 20 мкм. Возникает, конечно, вопрос: произойдёт ли благодаря новым гигантам очередная астрономическая революция (на сайте E-ELT, к слову, революция упоминается явным образом)? Ситуация здесь несколько необычная. Миллиард чего бы то ни было - не та сумма, с которой правительства, университеты и частные лица расстаются по первой просьбе. Затраты нужно обосновать, то есть в данном случае заранее пообещать великие научные достижения, которые будут сделаны при помощи нового инструмента.

У каждого из трёх проектов имеется документ под названием типа "Science Case", в котором перечислены сияющие перспективы, открывающиеся благодаря двадцатипятиметровому (30-, тридцатидевятиметровому) зеркалу. Понятно, что эти, по сути рекламные, тексты мало отличаются друг от друга: прямые снимки экзопланет, индивидуальная спектроскопия звёзд в далёких галактиках, детальные измерения скоростей в окрестностях сверхмассивных чёрных дыр, первые звёзды... Забавно представить себе, как выглядел бы подобный документ в исполнении Галилея: предлагаемая першпективная труба с гигантским двадцатишестимиллиметровым входным зрачком впервые позволит в невероятных подробностях изучить строение поверхности Луны, прольёт свет на природу туманной полосы, именуемой Млечным Путём, откроет возможность получения прямых изображений тел вблизи Юпитера ("...Обещаю назвать их в честь ваших светлостей!")...

Но разве возможно, как говорил Ипполит, запрограммированное, ожидаемое, запланированное счастье? Революции Галилея и Гершеля оказались такими значительными, потому что их авторы даже близко не представляли себе, что именно увидят на небе (и не пытались представить, потому что их никто не заставлял это делать). Будем поэтому надеяться, что помимо очень интересных, но ожидаемых и даже в чём-то предсказуемых экзопланет и первых звёзд новые телескопы увидят такое... такое... Совершенно невозможно вообразить, какое!