На высоте 2 километра на Кавказе возвышается самый большой в мире купол самого большого оптического телескопа Евразии с монолитным зеркалом. БТА — Большой телескоп Альт-азимутальный — созданный в 70-е годы и сегодня остается серьезным научным инструментом мирового уровня для исследования Вселенной.
Возможность его увидеть и подробнее узнать о его работе у меня появилась благодаря знакомым из компании Intellect Tour. В прошлом году они возили людей на самолете смотреть на затмение, а в эти зимние каникулы я впервые попал в горы Карачаево-Черкесии, и сумел познакомиться с важнейшими российскими астрофизическими приборами: телескопом БТА, радиотелескопом РАТАН-600, и посмотреть на работу радиотелескопа РТФ-32.
Сегодня расскажу про БТА.
Рядом с телескопом предусмотрена гостиница, и микроавтобус нас подвез туда. Правда последние сто метров замело и их пришлось преодолевать пешком.
Ночь, метель, электрические огни в темноте, и незримое присутствие космоса где-то поблизости, формировали атмосферу миров Стругацких. Начав "Отелем у погибшего альпиниста", на следующий день продолжили "Понедельник начинается в субботу".
Купол телескопа возводили в 60-е, в тогдашнем футуристическом стиле, который идеально передает образ НИИ ЧАВО.
Еще на подходе к телескопу создается ощущение чего-то нереального или неземного. Фантастический купол и перекладина крана, крыльцо входа, похожее на вход в космопорт. Даже не верится, что ты на том же самом Кавказе, о котором слышишь в новостях всю сознательную жизнь. Еще в Советском Союзе для ученых тут создан целый заповедник: Специальная Астрофизическая обсерватория Академии наук, который сохраняется и по сей день.
За дверьми “космопорта” — тоже памятник советской архитектуры. Никаких изменений, только автоматы с колой и закусками выбиваются из композиции (минералка там, к слову, местная).
На потолке — зодиакальные созвездия.
Все помещения опоясывают главный купол и прямых коридоров нет. Чуть отстал, и хвост экскурсии скрывается из виду. Сразу чувствуешь себя героем Фарады из "Чародеев".
Сначала нас приводят к небольшой фотовыставке, из которой можно узнать как строился телескоп и обсерватория, и чем она вообще занимается. Как оказалось, это единственное место, где можно увидеть снимки собственно с телескопа.
Вся остальная космическая красота фотовыставки была с телескопа Hubble и фотографов местных достопримечательностей. На просьбу рассказать о каких-нибудь интересных недавних открытиях телескопа, меня отправили на сайт САО РАН.
Завершив историческую вводную, нас впускают под купол. И тут, конечно, полный отвал башки. Наверно многие видели БТА на фото, но никакая камера не передаст того огромного масштаба. Основное зеркало телескопа 6 метров, но вся поворотная система просто огромна.
Классный фоторепортаж ЖЖ юзера timag82 дает гораздо лучшее представление о куполе и телескопе, но даже эти фото не могут приблизить тех впечатлений, что испытываешь в зале.
Известный факт о телескопе — высокая чувствительность зеркала к перепадам температур. Поэтому под куполом всегда поддерживается температура улицы. Так, что это не самое удобное для работы помещение, особенно зимой.
Рабочее место астронома раньше было в верхней части телескопа, но сейчас там уже фотоприемное оборудование, поэтому многочисленные просьбы дать посмотреть в телескоп ученые вынуждены регулярно отвергать.
Кабина наблюдателя сотрудниками звалась «стакан». «В стакан» уходили работать на всю ночь, меняли фотографические пластинки и приборы. Не думайте, что там было теплее чем под куполом/на улице…
Прогулкой под конструкциями гигантского телескопа экскурсия не ограничилась. Нам показали какие технические устройства обеспечивают точную работу этого инженерного чуда.
Вращение купола обеспечивается по рельсам настоящим железнодорожным механизмом.
А вся 142-тонная махина телескопа опирается практически на одну точку.
Хотя основную массу на себя принимают гидростатические подушки, которые поддерживают телескоп за "талию".
Весь телескоп и его система наведения — альт-азимутальная монтировка — практически плавает на тончайшем слое масла. Эта система позволяет вращать тяжелую конструкцию совсем небольшими электродвигателями через червячную передачу. Точное ведение телескопа обеспечивает совсем уж двигатель-малыш (на фото черный). Желтые стойки по бокам — домкраты, которые позволяют поднимать телескоп, если есть необходимость в ремонте монтировки.
Любопытно, что у купола и у телескопа два разных фундамента. Поэтому когда в купол ударяют шквальные порывы ветра или в жару одна сторона нагревается на солнце, а вторая остывает в тени, телескоп практически не ощущает этих воздействий, т.к. его фундамент заложен отдельно. Следствием такого конструктивного решения стал шов на полу, отделяющий части здания опирающиеся на разные фундаменты.
Гидростатические подушки обвиты трубами гидравлической системы. Это оборудование, которое заботится о том, чтобы телескоп всегда “плавал” в масле, красные под высоким давлением, желтые — под низким. Для работы системы требуется очищать масло и постоянно поддерживать высокое давление. Этим занимаются агрегаты в другом помещении, и вот тут уже движки насосов солиднее.
Вообще, когда путешествуешь по подобным конструкциям, и изучаешь, например, историю создания зеркала телескопа, приходит понимание насколько велико все-таки человеческое любопытство. Да, конечно, главная цель, которую преследовало руководство государства — это сделать “больше чем у них”, но все же… Стремление изучать пространство вокруг себя, желание понять, что же там в небе, какие законы управляют Вселенной, сподвигли людей на такое дело. Тысячи инженеров, конструкторов, оптиков, гидротехников, решали задачи, которые никогда бы не возникли перед ними, если бы советскую науку не интересовал космос. И все труды, которые они приложили тогда, работают как часы и сегодня.
Необычное чувство просто оказаться в таком месте, не говоря о том, чтобы работать.
Сорок лет прошло с открытия БТА, но вопросов в космосе еще немало, поэтому работы астрономам хватит надолго. Жаль только, что они не особо торопятся рассказывать о своей работе.
Еще было бы интересно проследить, куда пошли технологии, которые разработали при строительстве БТА. Наверняка же, потом им нашли применения в ЛОМО или еще где, но это тема уже для научного исследования, недоступное для меня.
12-14 апреля в САО Дни открытых дверей. В экскурсию на БТА и РАТАН можно записаться здесь.
Тут несколько ссылок для тех кто хочет больше узнать о текущей работе обсерватории.
Комментарии (83)
mrsimba
30.03.2016 09:17А где можно посмотреть снимки, полученные с этого телескопа?
Zelenyikot
30.03.2016 09:24Сначала нас приводят к небольшой фотовыставке, из которой можно узнать как строился телескоп и обсерватория, и чем она вообще занимается. Как оказалось, это единственное место, где можно увидеть снимки собственно с телескопа.
mrsimba
30.03.2016 09:28+3Ага, и далее вас отправили на сайт, где 404. Я внимательно прочитал ваш очерк.
Но это ведь не значит, что за весь срок существования телескопа, он сделал ровно ждва снимка? )Zelenyikot
30.03.2016 09:39Это значит, что только их опубликовали.
Вот нагуглилось одно фото. Не поручусь, что с него.
В ЖЖ есть блог сотрудника обсерватории, может у него можно спросить.
beliakov
30.03.2016 10:07+3Изображения можно насобирать по презентациям и отчетам выложенным на сайте. Вот например:
Вытащил из https://www.sao.ru/Doc-k8/Telescopes/bta/reports/rep2015_1.ppt
prostofilya
30.03.2016 09:48+3Работает сайт, в разделе «отчёты» https://www.sao.ru/Doc-k8/Science/Public/ есть некоторые снимки с исследованиями
Psychosynthesis
30.03.2016 09:39А расскажите про тот что на Эльбрусе стоит, а?
Вот здесь справа его купол видно: https://yadi.sk/i/2CYSlZcIqai4N
beliakov
30.03.2016 09:39+2Поскольку монтировка альт-азимутальная, то простого часового механизма недостаточно для ведения, нужно крутить по обеим осям с переменной скоростью. Значит там имеется некое подобие GoTo с компьютерным управлением?
Zelenyikot
30.03.2016 09:43+1Да, вот это часть отвечающая за вертикальную ось.
Подробностями цифровых систем управления не поинтересовался.beliakov
30.03.2016 09:46+3Подробностями цифровых систем управления не поинтересовался.
Так это же самое интересное! Наверняка там какая-то антикварная ЭВМ трудится.Zelenyikot
30.03.2016 10:02Думаю не антикварная. Это механика там от прежней цивилизации осталась.
beliakov
30.03.2016 10:04+3А вдруг? Там алгоритмы несложные, больших вычислительных мощностей не нужно. Если работает, то зачем менять исправное устройство :)
Halt
30.03.2016 11:27Чтобы не останавливать работу, если какой нибудь КР580 таки сгорит от скачка напряжения. Старое оборудование хорошо там, где есть возможность замены или воссоздания по чертежам.
Rumlin
30.03.2016 11:55Если сгорит более "современная плата", проблем будет еще больше. Скажем 10 лет назад оборудование было заменено на ПК с DDR1, Athlon, IDE HDD, Windows XP. И вдруг ПК ломается — ремонт, замена, совместимость ПО. Вариантов много с неизвестными последствиями. А эти устройства очень дубовые. Наконец КР580 можно просто "эмулировать" ардуинкой т.к. алгоритмы работы, прошивка хорошо документированы.
Halt
30.03.2016 11:57Я предлагаю заменять на функциональный эквивалент, а не лепить «тач интерфейсы» и вебдваноль туда, где достаточно контроллера.
Rumlin
30.03.2016 12:28+2Немного знаком с интересами и методами подрядчиков. Дешево — им не интересно. На вскидку рисуется стойка с сервером, коммутатором, SCADA, сервисное обслуживание, отсутствие документации, чтобы пользователи не могли обойтись без услуг сервиса. Вот такие печальные мне встречались "схемы".
Из положительного — то, что делали ученые сами. Я видел на примере ГАИШ. Медленно, долго — но просто и вся документация описана в их научных работах.
Gryphon88
30.03.2016 15:05Не подскажете, как правильно ставить в инвентарную ведомость и доказывать правомерность использования с имеющейся установкой? Я знаю три способа, и все 3 мне не особо нравятся
1. Проведение исследовательской работы по разработке устройства, потом, возможно, патентование. Надежно, но долго и дорого.
2. Сделать контроллер, назвать его «аварийная схема управления», во время проверок — ставить родного неработающего монстра родом из 70-80х
3. Похож на 2, но самопальная схема проходит как «запасный части к установке в ассортименте», а то, что они в схему сложились… ну, бывает.Rumlin
30.03.2016 15:17Не специалист в теме, просто близкий сторонний наблюдатель.
Всё зависит от последствий. Если вероятен некий несчастный случай, то будут копать. И такие вещи без документов найдут и будут неприятности у всех.
А так люди делают вариации 2 и 3, "типа ремонт", обычно внутри старого корпуса устройства, т.к. 1 даже с деньгами мало реален.
Tarisper
30.03.2016 14:54+5Не нашел информации о том, какая аппаратура сейчас работает, но тут www.sao.ru/hq/sekbta/40_SAO/SAO_40/SAO_40.htm есть информация о том, что работало раньше.
Применение альтазимутальной монтировки выдвинуло проблему управления движением телескопа одновременно по двум координатам с исключительно высокой точностью и с переменными скоростями. Эта проблема была решена с помощью специально разработанной и изготовленной на ЛОМО электронно-цифровой управляющей машины, системы фототелевизионного поиска и гидирования, а также системы компенсации вращения поля.
Система управления телескопом должна обеспечивать наведение телескопа на объект наблюдения, ведение телескопа (слежение) за объектом наблюдения, коррекцию положения телескопа и ряд операций, необходимых для функционирования такого сложного прибора, каким является оптический телескоп.
Так что оборудование было действительно очень интересное с технической точки зрения.
impetus
30.03.2016 19:22да, жаль что автор туда не заглянул.
Возможно было бы полезным давать как-нибудь статьи-анонсы, тиа "через неделю окажусь там-то, народ, на что обратить внимание и что особо-отдельно снять?"
Не. так тоже ерунда получится...
beliakov
30.03.2016 09:57+5На просьбу рассказать о каких-нибудь интересных недавних открытиях телескопа, меня отправили на сайт САО РАН.
Вы так написали и приложили скриншот, будто весь сайт лежит. Я сперва поверил, но потом полез проверять. Не работает ваша ссылка http://www.sao.ru/racs/foto.html, но сам сайт доступен и там много интересного. Например:
miksoft
30.03.2016 10:22Не известно, не планируется ли провести апгрейд телескопа?
Можно же сократить кабину наблюдателя, что даст увеличение светового потока, пусть и не очень большое.
Или заменить часть конструкций на современные более жесткие и/или легкие (насколько я в курсе, форма зеркала ощутимо меняется от механических нагрузок).
diller61
30.03.2016 10:30+1для предотвращения сильных деформаций в зеркале предусмотрена система разгрузки, на их сайте все подробно описано: история создания
вообще конечно не уверен что сейчас такое смогут повторить, зеркало изготавливалось 14 летFilarius
30.03.2016 18:11Вроде как собираются менять зеркало в ближайшие пару лет если будет все хорошо. Стекло в зеркале оплыло за время эксплуатации, что влияет на качество снимков.
diller61
31.03.2016 10:39очень интересно как они собираются его изготавливать за пару лет), ведь оригинальное зеркало только в печке отжигалось 3 года, а потом еще столько же шлифовалось
Rumlin
31.03.2016 13:40Может речь о глубокой шлифовке
diller61
31.03.2016 14:47вероятно да, в статье приведена ссылка где очень подробно описано изготовление зеркала
Rumlin
31.03.2016 15:33+2Гугленье показало, что работы начались около 2010 года, и зеркало должно было было изготовлено в мае 2015 года
http://m.ria.ru/economy/20140815/1020183313.html
Фото 2012 года:
На Лыткаринском заводе оптического стекла (ЛЗОС)проходят работы по полировке главного зеркала Большого Телескопа Альт-Азимутального (БТА).
P.S. Нашел инфо на 2016 год. Непонятно о каких зеркалах речь http://ria.ru/optical_technologies/20160118/1361428103.html
"Швабе" изготовил зеркала для нового звездного спектрографа БТАdiller61
01.04.2016 10:44+1возможно это зеркало изготовлено из имеющейся второй заготовки, те стадия отлива и отжига пройдена уже давно, и кстати 75 тонн это вес необработанной заготовки, с которой потом сошлифовывают около 25 тонн
Предстояло отлить заготовку стекла массой 70 т, отжечь ее и произнести сложную обработку всех поверхностей с изготовлением 60 посадочных глухих отверстий на тыльной стороне, центрального отверстия и др.
Заготовка главного зеркала отжигалась в течение двух лет и шести дней.
Для обработки отливки 6-метрового диаметра, когда потребовалось снять с заготовки около 25 т стекла, имеющийся опыт оказался непригодным, как из-за низкой производительности труда, так и из-за наличия реальной опасности выхода заготовки из строя.
Обработка заготовки велась в течение почти полутора лет.
Для удаления припуска массой 28 т было израсходовано 7000 карат алмаза.
По окончании обработки были замерены диаметр заготовки, толщина и все размеры отверстий. Окончательно обработанная заготовка имела диаметр 6049,6 мм с точностью измерения ± 1,5 мм. Толщина заготовки по краю: минимальная — 654,4 мм, максимальная — 655,0 мм. Масса заготовки, рассчитанная по фактическим размерам, составила 41,7 т.
В апреле 1970 г. зеркало было отшлифовано и начата полировка зеркала, которая была приостановлена в конце июля 1971 г.
Rumlin
01.04.2016 12:17Слышал историю "что первое зеркало было неудачным, стали делать второе — оно получилось еще хуже. В результате придумали как компенсировать недостатки зеркала заклеив некоторые участки черной бумагой"
ClearAirTurbulence
30.03.2016 11:16А для чего загадочная ажурная металлическая загогулина под башенным краном (на первой фото)?
Hegny
30.03.2016 15:53Судя по ней, она повторяет кривизну купола.
Похоже, что «леса» для обслуживания купола
Yurich
30.03.2016 16:03Заинтересовало: а какого размера объекты на Луне он способен различить?
beliakov
30.03.2016 16:21Вы серьезно хотите собрать лунный свет шестиметровым зеркалом и посветить им себе в глаз? Нет, дырку в голове вы не прожжете, но зрения можно и лишиться (да и фотосенсору врятли понравится перегрев выше сотни градусов).
galaxy
30.03.2016 17:20-2Ничего не будет страшного.
Телескопические системы не увеличивают яркость объекта (но могут уменьшить), и никто пока не ослеп, наблюдая Луну в обычный телескоп на все поле зрения (хотя смотреть, честно говоря, некомфортно, даже иногда больно, но до повреждения зрения далеко).
Zelenyikot
30.03.2016 17:58Думаю где-то двухсот-трехсотметровое разрешение на поверхности даст. Хаббл дает 100 м.
galaxy
30.03.2016 18:27+2Не, атмосфера не даст.
Дифракционный предел Хаббла ~0.05 угловых секунд (отсюда 100м).
Атмосфера в идеальных условиях не позволит получить разрешение выше 0.5", что в 10 раз хуже Хаббла и соответствует примерно 1км.beliakov
30.03.2016 20:371 км как-то многовато. Вот например любительское фото кратера Тихо (источник):
Центральная горка имеет высоту 2400 метров, холмы левее пика явно меньше километра.galaxy
30.03.2016 21:13+3Получение подобных любительских фото — отдельный увлекательный процесс, имеющий мало общего с визуальными наблюдениями.
Вкратце: на достаточно внушительных размеров любительский телескоп специальной камерой снимается с высокой (~100) частотой кадров снимается ролик из нескольких тысяч (а то и десятков тысяч) кадров. Из них отбирается процентов 10-20 лучших (физически это кадры, которым посчастливилось быть снятыми в миг спокойного и максимально прозрачного состояния атмосферы). Таким образом удается практически исключить влияние атмосферы и телескоп работает на дифракцинном пределе. Далее они складываются по специальному алгоритму, после чего, как правило, финальное изображение увеличивается (ресемплится) раза в 2-3 и жестко обрабатыватся вейвлетами (продвинутый шарпинг) до достижения эстетической привлекательности.
Два последних шага позволяют теоретически вытаскивать детали за критерием разрешимости Рэлея, но результат скорее намекает нам на какую-то структуру, нежели отражает действительность. Разрешение этого снимка по моим подсчетам порядка 220м/пиксель, я бы смело умножал на 4 для оценки честного разрешения.beliakov
31.03.2016 12:03+2Получение подобных любительских фото — отдельный увлекательный процесс, имеющий мало общего с визуальными наблюдениями.
Есть мнение что нечто общее все же имеется. Мозг на аппаратном уровне делает что-то вроде стекинга в реальном времени. Глаз тоже может в какой-то степени "накапливать" полезный сигнал и игнорировать помехи. Чтобы в этом убедиться, достаточно открыть любой видеоролик среднего качества сжатия, и сравнить качество изображения при воспроизведении статической сцены и на стоп-кадре.
qbertych
30.03.2016 22:23Кстати о птичках. Верно ли, что тогда земным телескопам не нужен подвес с точностью лучше пары секунд дуги?
galaxy
30.03.2016 23:16Я бы сказал нет. На хороших любительских снимках звезды имеют средний размер 2". Неточность ведения монтировки в 2" скорее всего удвоит этот параметр (и вероятно исказит форму звезд с круглой, например, на сосисковидную), что сильно уронит и эстетическое и научное качество снимка. Поэтому нужно, чтобы точность ведения была хотя бы на порядок выше этой величины.
Если говорить о профессиональных телескопах, они умеют обходить атмосферные ограничения и догоняют (иногда перегоняют) по угловому разрешению Хаббл (справедливости ради, при существенно большей апертуре).
ccmauc
30.03.2016 17:59Да, что касается сайта для нашей обсерватории (я 16 лет прожил в пгт Нижниий-Архыз (Буково) при САО РАН, и там сейчас мои родители и брат) — это просто больная мозоль. Я даже как-то пытался предложить сделать нормальный сайт-визитку, хотя-бы… но, как и в любом гос. учреждении это фактически нереально: куча бюрократии, доступы никто не даст и пр.… побившись как рыба об лёд — я забил, поэтому имеем что имеем.
alcanoid
30.03.2016 20:07Кстати, а Вы не знаете, что за комплекс на юге Зеленчукской на спутниковых снимках виден? Примерно полукилометровое кольцо с путями и поворотным кругом в центре.
Zelenyikot
30.03.2016 20:23+1Расскажу в понедельник ;)
alcanoid
30.03.2016 20:42Ждём с нетерпением! :)
Zelenyikot
05.04.2016 09:08Упс… Сегодня тоже нашлось дело поважнее.
Значит РАТАН завтра )alcanoid
05.04.2016 12:55Согласен, это важнее. Ради восстановления справедливости можно денёк-другой и подождать.
mahabala
30.03.2016 17:59+2Простых смертных в обсерваторию пускают просто так. Он по дороге(и недалеко) в популярное место отдыха «Архыз». Причем, обсерватория красиво смотрится издалека. Вход по билетам. Цену сейчас не скажу, но символическая. В кулуары не пустят, но похожую экскурсию устроят. И, насколько я знаю из разговоров с астрофизиками, обсерватория уже давно работает по принципу удаленной работы. А запись очень плотная и влезть в очередь непросто.
Filarius
30.03.2016 18:40Недавно возили школьников на экскурсию. Выдали нам молодого аспиранта, который старался, но все же был не самым лучшим экскурсоводом.
Пустили только в пару "парадных" помещений с видом на телескоп через стекло. Наверное, детей побоялись.
Сейчас смотрю фотки и думаю, что съездили зря.
impetus
30.03.2016 19:26+1кабина наблюдателя мало того что на самом-самом верху — так ещё наклонная и вертится… и это ещё фигня — судя по всему в ней надо не шевелитья и даже не дышать "что б не сбивать настройку". Логично что никого туда не пускают.
arc0
03.04.2016 17:18Были в тех краях, правда летом и без экскурсий, просто погулять по территории близлежащей. Очень красиво там в горах.
flycat
06.04.2016 13:31Помню одну из своих любимых книг детства: «Завод как на ладони». Там была глава про создание БТА. Как делали зеркало, как его везли, как механику изготавливали…
qbertych
06.04.2016 16:02А еще была интересная книжка с говорящим названием «Пароль — БТА». Больше всего запомнился момент про рабочих, которые полировали зеркало, случайно подскользнулись и упали на него. После чего дико волновались за его целостность =). Зеркало, напомню, это шестиметровый многотонный кусок стекла, который после отливки полгода остужать надо было.
motpac
эмалированный тазик как бы намекает на всю серьезность и основательность нашей науки: о)))
Zelenyikot
И всю серьезность и внимательность комментаторов.
Тазик 1.0
Стабильная работа с 1975 года.
Не требует обновлений.
Интуитивный интерфейс.
Эргономичная форма.
Простота в эксплуатации.
motpac
и нельзя забывать об антикоррозионном покрытие, которые защищает тазик и науку в его лице уже так много лет )) </ирония>
LoadRunner
Единственный минус — проблемы при использовании в углах.
format1981
Тазик 2.0 будет лишен этой проблемы. Уже работают.
AllexIn
А какая тара по вашему подтвердила бы серьезность и основательность науки?
netto
Отсутствие текущего из гидравлики масла.
AllexIn
Откуда сведения, что это не плановый слив масла для его замены, например?
Или вы хотите чтобы как в Корее: для туристов только красивые картинки.
wordwild
Похоже, что вся панель под компрессором в этом масле.
SVlad
Если из машины не течёт масло, значит оно там кончилось.
wordwild
Именно для таких случаев в машинах предусмотрен поддон, а не тазик.