БТА - Большой Телескоп Азимутальный. Дорога к звездам. Карачаево-Черкесия. Экскурсия на самый большой телескоп в Евразии (35 фото)
Телескоп БТА (Россия) - описание, история, расположение. Точный адрес, телефон, веб-сайт. Отзывы туристов, фото и видео.
- Туры на майские в Россию
- Горящие туры по всему миру
Предыдущая фотография Следующая фотография
Крупнейшая в стране архызская обсерватория открыта в 1966 г. Ее главный объект, телескоп БТА (большой телескоп азимутальный) стоит на склоне горы Пастухова, на высоте больше 2 км. На момент установки он попал в Книгу рекордов Гиннеса как самый большой в мире, а сейчас занимает по размерам первое место в Евразии. Поблизости установлены еще два телескопа поменьше, с диаметром зеркал - 1 и 0,6 м. Наблюдения ведутся каждую ночь, если нет облаков.
Стекло диаметром 6 м и толщиной 0,8 м отливалось и остывало в течение двух лет в специальных условиях, чтобы внутри не осталось мелких пузырьков, влияющих на четкость изображения. Затем его шлифовали алмазами, добивались нужного градуса кривизны, напыляли алюминий. В результате толщина стекла уменьшилась вдвое.
Во время экскурсии гид рассказывает об особенностях работы телескопа, для чего он используется, почему установлен именно здесь. Покажут и другие части обсерватории. Здесь есть холл, где транслируют фильм о космосе и вселенной, сувенирный магазин. Да и просто прогуляться по территории будет приятно - вокруг открываются роскошные виды. При обсерватории есть небольшая гостиница, где живут ученые. Договорившись с администрацией, можно остаться на ночь и поучаствовать в наблюдениях за космическими телами.
Практическая информация
Адрес: Нижний Архыз, Специальная астрофизическая обсерватория. Координаты: 43.6432, 41.4542. Веб-сайт .
По пути из Зеленчукской в Архыз купол виден с дороги, к нему ведут 10 км горного серпантина. Въезд преграждает шлагбаум, днем он поднимается и пропускает посетителей. Далее идет асфальтированная дорога, вдоль которой есть смотровые площадки с видами на горы.
Обсерватория открыта для туристов только в выходные с 9:00 до 15:00. Цена взрослого билета - 120 RUB, детского - 80 RUB. Экскурсии длятся 40 минут, их проводят для групп от 10 человек. Цены на странице указаны на февраль 2017 г.
Сбылась моя давняя мечта. На прошлых выходных я побывал на территории САО. Специальная астрофизическая обсерватория, расположена у подножия горы Пастухова в Зеленчукском районе Карачаево-Черкесской Республики России. Сюда мы заехали по дороге в Архыз. В настоящее время обсерватория является крупнейшим российским астрономическим центром наземных наблюдений за Вселенной.
01. Основными инструментами обсерватории являются: оптический телескоп БТА (Большой Телескоп Азимутальный) с диаметром главного зеркала 6 м и радиотелескоп РАТАН-600 (Радио Телескоп Академии Наук) с кольцевой многоэлементной антенной диаметром 600 м. РАТАН-600 находится недалеко от станицы Зеленчукская и его хорошо видно с дороги и он, кстати, является крупнейшим радиотелескопом в мире. А мы посмотрим БТА, для проезда нужно всего лишь показать документы на машину на пункте пропуска.
02. От проходного пункта ехать порядка 17 км. Дорога довольно хорошего качества, набор высоты около 600 метров. Погода была дождливая и это только добавило красок в окружающие пейзажи.
03. Внизу извивается река Большой Зеленчук.
05. А кругом полно луговых цветов.
07. БТА с диаметром зеркала 6 метров, является крупнейшим в Евразии оптическим телескопом. Экскурсии на БТА проводятся по пятницам, субботам, воскресеньям и календарным праздничным дням с 9.30 до 16.00 (последняя экскурсия начинается в 15.30). Продолжительность экскурсии 40 минут, минимальное количество - 10 человек в группе. Естественно можно попасть и на ночную экскурсию, при условии отсутствия облачности. С помощью телескопа CELESTRON, с диаметром объектива 280 мм и максимальным увеличением в 660 раз, можно будет понаблюдать за ночным небом. Так как мы приехали вдвоем, попасть на экскурсию мы не смогли. Ну ничего, теперь мы знаем куда и как ехать. Прогуляемся по территории.
08. Футуристично
09. Звездное небо, которое смогли посмотреть мы:)
11. 25 марта 1960 г. Совет Министров СССР было принято постановление о создании телескопа-рефлектора, имеющего главное зеркало диаметром 6 м. И уже 3 ноября 1974 г. телескоп был передан в опытную эксплуатацию. За это время было проделано невероятное количество работы. Сложно представить, лучше это увидеть своими глазами. Фокусное расстояние зеркала 24 м, вес зеркала без учета оправы - 42 т, масса подвижной части телескопа - около 650 т, общая масса телескопа - около 850 т. Зеркало везли на специальном трейлере, часть пути по воде. Некоторые дороги в Карачаево-Черкессии пришлось расширять специально для этого.
14. Для ремонтных работ используется козловой кран высотой 65 метров
17. Рядом находятся ещё два телескопа с диаметром зеркал 1 м и 0,6 м.
18. Высота купола 53 метра.
19. БТА являлся самым большим телескопом в мире с 1975 года, когда он превзошёл пятиметровый телескоп Хейла в Паломарской обсерватории, и по 1993, когда заработал десятиметровый телескоп обсерватории Кека.
20. Недалеко от БТА находиться городок для проживания сотрудников.
21. На обратном пути попали в настоящее облако. Позже расскажу, как можно хорошо провести время поматрасничать в Архызе.
Больше информации о САО можно найти на их официальном сайте -
Этот Новый год мне захотелось провести на природе, попробовать что-то новое. Тут на глаза попалось объявление от Intellect tour о двух новогодних турах: "Новый год под звездами Архыза" и "Новый год в Мурманске". Поскольку полярные сияния в уходящем году неоднократно , выбор был сделан в пользу гор, телескопов и астрофотографии.
Проведя в дороге почти два дня мы добрались из Ярославля до верхней площадки Специальной астрофизической обсерватории Российской академии наук расположенной на Северном Кавказе у подножия горы Пастухова в Зеленчукском районе Карачаево-Черкесской Республики. Здесь расположен БТА (Большой Телескоп Альт-Азимутальный) — крупнейший в Евразии оптический телескоп с диаметром главного монолитного зеркала 6 м. В сегодняшнем посте речь пойдет о БТА и его ближайших соседях.
01. Поселились мы в замечательной гостинице "Андромеда" (строение с балконами, облицованное желтым камнем), находящейся на высоте 2000 метров (над уровнем моря) на одном из отрогов горы Пастухова. От поселка Нижний Архыз сюда ведет извилистая горная дорога длиною 17 км и перепадом высоты около 1000 метров. При бодром подъеме на машине уши слегка закладывает, да.
Три белых купола слева от гостиницы - станция оптических наблюдений искуственных спутников земли "Архыз" (бывший "Космотэн"). Ясными ночами тут устраивается "лазерное шоу" при помощи лазерного локатора Сажень-ТМ. Станция оборудована оптическими телескопами Zeiss-600 M и АТТ-600, а с 2014 года уникальным многоканальным мониторинговым телескопом (ММТ). Сейчас основной задачей станции является отслеживание космического мусора, также она может отслеживать ИСЗ, метеорную активность и метеориды. Однако с вводом в эксплуатацию ММТ станция может изучать подвижные объекты внутри нашей галактики и за ее пределами, тем самым оказав помощь фундаментальной астрофизике.
Вдалеке на вершине горы Чапал виднеется оптическая часть комплекса распознавания космических объектов "Крона", а ниже и в нескольких километрах правее от вершины - радиолокационная. Это объект войск воздушно-космической обороны России. "Крона" распознаёт космические объекты, выявляет их принадлежность, назначение и технические характеристики. Пропускная способность комплекса — 30 000 космических объектов в сутки.
Принцип работы: Лазерно-оптический локатор на вершине горы Чапал состоит из нескольких каналов. Приёмный канал — оптический телескоп с остронаправленной блендой, который позволяет получать изображения космических объектов в отражённом солнечном свете на расстоянии до 40 000 км, управляется по заранее заданной программе и сопровождает предварительно выбранные объекты. Пассивный канал автономного обнаружения космических объектов — автоматически проводит патрульные наблюдения с целью обнаружения ранее неизвестных космических объектов в своей области небесной сферы, определяет их характеристики и передаёт всё это в Центр контроля космического пространства. Недостаток указанных выше двух каналов в том, что они обрабатывают отражённый от объекта солнечный свет и могут работать только в ночные часы и только при отсутствии облачности. Приёмо-передающий канал — излучает лазерный луч в сторону космического объекта, принимает и обрабатывает отражённый сигнал. Не зависит от времени суток. Радиолокационная станция расположена в нескольких километрах от вершины горы Чапал. Её зона действия — верхняя полусфера с радиусом 3500 км. Состоит из двух каналов, работающих в разных диапазонах. Дециметровый диапазон — канал «А» — приёмо-передающая фазированная антенная решётка апертурой размером 20 × 20 м. До распада СССР в составе комплекса «Крона» использовались 3 истребителя-перехватчика МиГ-31Д, вооружённые ракетами 79М6 «Контакт» (с кинетической боевой частью) для уничтожения вражеских спутников на орбите. После развала СССР истребители МиГ-31Д достались Казахстану. Планируется, что Космические войска будут использовать российские МиГ-31. Конструкторское бюро «Факел» ведёт разработку замены для ракет 79М6 «Контакт».
Комплекс разрабатывался с 1974 года, в 1994 году поставлен на опытно-боевое дужерство, а в 1999 заступил на боевое.
Сантиметровый диапазон — канал «Н» — приёмо-передающая система, состоящая из пяти вращающихся параболических антенн, которые работают по принципу интерферометра, благодаря чему очень точно измеряет параметры орбиты космического объекта.
02. С площадки у гостиницы открывается прекрасный вид на громадину БТА (диаметр зеркала 6 м) и Zeiss-1000 (диаметр зеркала 1 м). БТА расположен на высоте 2070 метров и еще на 53 метра вверх устремляется алюминиевый купол диаметром 45 метров. За куполом виден огромный кран, использовавшийся для строительства купола, монтажа и обслуживания телескопа. Вертикальная конструкция под краном - "кобра", применяется для ремонтных работ на куполе телескопа.
БТА расшифровывается как Большой Телескоп Альт-Азимутальный. Иногда его называют "Архызским" телескопом, но, как мы видим, телескопов (даже оптических) в районе Нижнего Архыза много:) О радиотелескопах РТФ-32 и РАТАН-600 я расскажу отдельно.
Оба телескопа принадлежат Специальной астрофизической обсерватории РАН (САО РАН), в настоящее время являющейся крупнейшим российским астрономическим центром наземных наблюдений за Вселенной.
03. БТА являлся самым большим телескопом в мире с 1975 года, когда он превзошёл пятиметровый телескоп Хейла в Паломарской обсерватории, и по 1993, когда заработал десятиметровый телескоп Обсерватории Кека. Тем не менее, БТА оставался телескопом с крупнейшим в мире монолитным зеркалом вплоть до 1998 года. По сей день купол БТА является крупнейшим астрономическим куполом в мире. Забрало, весом 32 тонны, полностью открывается за 25 минут, оставляя в куполе проем шириной 11 метров.
04. Заходим внутрь, на экскурсию. На потолке мозаичное пано с зодиакальными созвездиями. Грустная шутка при пасмурном небе - "только эти звезды вы и сможете сегодня увидеть". А с погодой первые дни нам не очень повезло:(
05. Экскурсию проводят сотрудники обсерватории, люди искренне увлеченные своим делом и очень позитивные. Не знаю имени нашего экскурсовода но он мне запомнился еще и тем что дал пару полезных советов туристического плана (про местные "кафешки" и торговцев медем) а также закончил экскурсию интересными философскими замечаниями о жизни вообще. Мне кажется, что сотрудники тут постигают дзен не хуже тибетских монахов! ;)
06. Итак, сам телескоп. Он установлен на альт-азимутальной монтировке. Масса подвижной части телескопа — около 650 тонн. Общая масса телескопа — около 850 тонн. Нижняя круговая платформа, которую вы видите на фото, может вращаться вокруг своей оси, о том как это технически организовано я расскажу ниже. На платформе стоит "вилка" из двух четырехэтажных колонн (в них расположена различная аппаратура, в частности правую колонну целиком занимает Основной Звёздный Спектрограф). Колонны поддерживают сорокаметровую "трубу" телескопа. На фото мы как раз видим тыльную часть главного зеркала с механизмами разгрузки. Вес зеркала настолько велик, что при любых перемещениях, оно меняет свою форму, деформируется, искривляется. Для предотвращения потери формы с нижней стороны зеркала просверлено 66 глухих отверстий. В них установлены специальные рычажные механизмы разгрузки, которые как бы поддерживают каждую часть зеркала изнутри. Они работают при любых наклонах зеркала и предотвращают его искривление.
07. БТА это телескоп-рефлектор. Главное зеркало (закрыто белыми ламелями, т.к. сейчас день и наблюдения не ведутся) диаметром 605 см имеет форму параболоида вращения. Фокусное расстояние зеркала 24 метра, вес зеркала без учёта оправы — 42 тонны. Чтобы зеркало лучше отражало свет, на него в вакууме напыляют тончайший слой алюминия. Раз в несколько лет эту процедуру необходимо повторять.
На Лыткаринском заводе оптического стекла в 1963-1974 годах было изготовлено параболическое зеркало. В специально построенной регенеративной ванной печи при строго определенной температуре в 1600 градусов почти 2 года шел процесс варки стекла и отливки заготовки (до 20 ноября 1964 года). Заготовка остывала также свыше 2 лет (736 суток, до 5 декабря 1966 года), что позволило избежать возникновения микротрещин. Затем начался трудоемкий процесс ее обработки. Ее вес составлял 70 тонн. Предварительная обработка осуществлялась силами Лыткаринского завода, после чего из 2 имевшихся заготовок была выбрана лучшая. 4 сентября 1970 года заготовка была принята специальной комиссией под руководством академика Л.А. Арцимовича. Окончательную шлифовку и полировку зеркала осуществляла команда рабочих-оптиков ЛОМО высочайшей квалификации под руководством Г.И. Амура. Для этого был создан специальный станок, построенный на Коломенском заводе тяжелого станкостроения. В июне 1974 года зеркало было готово для проведения аттестации. 10 июля межведомственная комиссия под председательством академика А.М. Прохорова приняло зеркало для последующей его установки на телескоп.
К моменту, когда зеркало было принято межведомственной комиссией, близ станицы Зеленчукской на отроге горе Пастухова на высоте 2110 м над уровнем моря уже высилась башня для размещения телескопа и полным ходом велась сборка огромного прибора. Здесь была основана Специальная астрофизическая обсерватория (САО). Башня была также построена с учетом ряда особых условий - соблюдения строжайшего термостатического режима, создания оптимальной с точки зрения аэродинамики формы здания и защиты подкупольного пространства от прямых солнечных лучей и атмосферных осадков.
Сборка телескопа заняла 4 года (1970-1974). Летом семьдесят четвертого главное зеркало отправилось в путь продолжительностью почти 2 месяца - сначала на баржах по воде, потом по суше, в том числе по специально построенной горной дороге. 3 ноября телескоп был передан в пробную эксплуатацию, а год спустя, 30 декабря 1975 года, БТА был принят Государственной межведомственной комиссией с оценкой "отлично". Таким образом, для изготовления гигантского телескопа потребовалось 15 лет. Это сравнительно немного - США создавали свой прибор с 5-метровым зеркалом 22 года.
08. Свет от зеркала собирается, концентрируется и отражается в верхнюю часть телескопа, где расположено первичное приемное устройство (черный "стакан"). Фокусное расстояние телескопа в итоге — 24 метра. Но если использовать дополнительное зеркало, отбрасывающее свет назад, а потом в один из боковых фокусов, то фокусное расстояние увеличивается до 180 метров.
Кстати, раньше в "стакане" сидел астроном, выполнявший наблюдения и фиксацию изображения на фотопластины. Теперь вместо человека там электроника. И это хорошо еще и потому, что температура внутри купола стабилизируется системой вентиляции и кондиционирования и приводится к ожидаемой температуре ночного воздуха еще до открытия забрала. То есть если снаружи - 15, то и внутри будет - 15. Никаких обогревателей, т.к. это моментально внесет искажения в получаемое изображение.
По периметру купола как раз видны системы кондиционирования и вентиляции. Внизу за стеклянными окнами старый зал управления. Сейчас он не используется и изнутри выглядит как тепло и лампово, вызывая в памяти ассоциации со Стар-Треком. Фото пульта с кнопками я сейчас вставить не смогу. Современное управление осуществляется с одного компьютера.
09. После осмотра "вершины айсберга", нас провели на нижние этажи и показали механизмы, обеспечивающие вращение телескопа. Телескоп закреплен на опорно-поворотной платформе с девятиметровой вертикальной осью. Верхняя часть платформы - круг диаметром 12 метром (на снимках выше), переходит в сферическое кольцо, которое выполняет роль подшипника. Покоится сферическое кольцо на опорах жидкостного трения, трех жестких и трех подпружиненных.
10. Благодаря специальной конструкции гидравлических опор БТА как бы "плавает" на тончайшей масляной подушке толщиной 0,1 мм, и человек в состоянии повернуть его вокруг своей оси. На площадке опорно-поворотной платформы также расположены двигатели лифтов колонн и маслопроводы систем наклона телескопа. Вращение "трубы" телескопа по горизонтальной оси, ее наклон, обеспечивается таким же образом.
11. Помещение масляной станции - системы маслопитания телескопа, можно сказать, это сердце всей конструкции. Основные и резервные насосы нагнетают масло в каналы опор-подушек под давлением около 70 атмосфер. (Да, это тазик. С маслом. Нет, синей изоленты не видел.)
12. Этажом ниже расположен привод вращения. Это два колеса для обеспечения слежения за объектами сразу в двух плоскостях. Уникальная высокоточная червячная пара диаметром почти 6 метров обеспечивают перемещение подвижной части телескопа с точностью до десятых долей угловой секунды.
13. Модернизированные цифровые контроллеры управления двигателями обеспечивают высокую точность. А когда-то тут было аналоговое оборудование.
14. Еще ниже - нижний блок подшипников, которые фиксируют ось - "пята" телескопа. Однако, вся конструкция на ней не стоит, нет. "Пята" ориентирует ее по вертикали. Фундамент телескопа отделен от общего фундамента башни, чтобы избежать лишних вибраций.
15. На следующий день погода стала еще "круче", зато появилась возможность походить по округе, порадоваться снегу и сделать несколько атмосферных фото.
БТА, кран и "кобра" и человек для оценки масштаба.
16. Учитывая, что в Ярославле на этот момент снега не было, а в Ростове на Дону вообще местами зеленела трава, снегу все очень обрадовались. Тем более, что на смену снегопаду должно прийти ясное небо и можно будет позаниматься астрофотографией. Вид на купол БТА от начала лестницы.
17. Мороз и солнце! Сходили на Звездный холм. Оттуда тоже красивый вид на обсерваторию. Средних размеров здание с куполом справа от БТА - телескоп Zeiss-1000, что скрывают маленькие купола правее него я не знаю, может, телескоп Zeiss-600 или какой-то еще?
18. Кстати, телескоп боится туч. На такой высоте облака плавают и на уровне башни. Если вдруг в раскрытое забрало купола заглянет туча, то будет плохо - всё мигом станет мокрым: купол, конструкция телескопа, приборы, а главное - главное зеркало. Телескоп на длительное время выйдет из строя, а допустить такого нельзя. Поскольку тучу не остановишь и 32-х тонное забрало башни быстро не закроешь, астрономы ждут чтоб облачность на уровнях телескопа полностью рассеялась.
19. Небо проясняется, но туч еще слишком много, поэтому БТА "спит". Орион тоже слегка укрылся "одеялом".
20. Наконец-то выдалась ясная ночь. Забрало открыто, свет внутри выключен: идут наблюдения!
30. Картинка эффектная из-за подсветки внутри купола, но наблюдения в этот момент не ведутся, происходят какие-то технические работы, настройка.
БТА является телескопом мирового класса. Большая светособирающая способность телескопа дает возможность проводить исследование структуры, физической природы и эволюции внегалактических объектов, детальное изучение физических характеристик и химического состава пекулярных, нестационарных и магнитных звезд, исследование процессов звездообразования и эволюции звезд, изучение поверхностей и химического состава атмосфер планет, траекторные измерения искусственных небесных тел на больших расстояниях от Земли и многое другое. С его помощью были проведены многочисленные уникальные исследования космического пространства: изучены самые далекие из наблюдавшихся когда-либо с Земли галактик, оценена масса местного объема Вселенной, разгадано множество других загадок космоса. Петербургский ученый Дмитрий Вышелович с помощью БТА искал ответ на вопрос, дрейфуют ли фундаментальные постоянные во Вселенной. По итогам наблюдений он сделал важнейшие открытия. Отечественные телескопостроители и ученые накопили благодаря БТА огромный опыт, позволивший открыть пути к новым технологиям изучения Вселенной.
31. Я очень рад, что смог своими глазами увидеть БТА, рад что это творение инженерной мысли своего времени до сих пор в строю, модернизируется и развивается. Пусть на жзненном пути телескопа были неудачи, пусть сам телеском родился из спорной идеи "догнать и перегнать Америку", пусть сейчас появились более мощные приборы, это нисколько не умаляет его значения и уникальности, труда всех людей участвовавших в его создании и работавших на нем. Есть что-то медитационное в том, когда сидишь на лавочке перед куполом БТА, смотришь на него, на горы вокруг, на небо, слушаешь шум работы его механизмов на фоне звенящей тишины...
В завершение поста, старый документальный фильм о строительстве и принципах работы БТА.
June 7th, 2018
В течении многих лет самый большой в мире телескоп БТА (Большой Телескоп Азимутальный) принадлежал именно нашей стране, причем сконструирован и построен он был полностью с использованием отечественных технологий, продемонстрировав лидерство страны в области создания оптических инструментов. В начале 60-х советские учёные получили от правительства «особое задание» - создать телескоп больше чем у американцев (телескоп Хейла - 5 м.). Посчитали, что на метр больше будет достаточно, так как американцы вообще считали бессмысленным создание цельных зеркал размером более 5 метров из-за деформации под собственным весом.
Какова же история создания этого уникального научного объекта?
Сейчас мы узнаем …
Кстати, первое фото из очень , посмотрите его обязательно тоже.
М. В. Келдыш, Л. А. Арцимович, И. М. Копылов и другие на стройплощадке БТА. 1966 г.
История Большого телескопа азимутального (БТА, Карачаево-Черкесия) началась 25 марта 1960 года, когда по предложению АН СССР и Государственного комитета по оборонной технике Совет министров СССР принял постановление о создании комплекса с телескопом-рефлектором, имеющим главное зеркало диаметром 6 метров.
Его назначение – «исследование структуры, физической природы и эволюции внегалактических объектов, детальное изучение физических характеристик и химического состава нестационарных и магнитных звезд». Головным исполнителем был назначен Государственный оптико-механический завод им. ОГПУ (ГОМЗ), на базе которого вскоре было образовано ЛОМО, а главным конструктором – Баграт Константинович Иоаннисиани. БТА являлся новейшей для своего времени астрономической техникой, содержавшей в себе много поистине революционных решений. С тех пор монтировка всех больших телескопов мира осуществляется по блестяще оправдавшей себя альт-азимутальной схеме, впервые в мировой практике примененной нашими учеными в БТА. Над его созданием трудились специалисты самого высокого класса, что обеспечило высокое качество гигантского прибора. Вот уже более 30 лет БТА несет свою звездную вахту. Этот телескоп способен различать астрономические объекты 27-ой величины. Представьте, что земля плоская; и тогда, если в Японии кто-нибудь прикуривал бы сигарету, при помощи телескопа это можно было бы ясно увидеть.
Очистка дна котлована. Февраль 1966 г
После анализа всех данных, площадкой для телескопа БТА стало место на высоте 2100 метров возле горы Пастухова, недалеко от станицы Зеленчукская, которая расположена в Карачаево-Черкессии — Нижний Архыз.
По проекту был выбран азимутальный тип монтировки телескопа. Полный наружный диаметр зеркала составлял 6.05 метра при толщине 65 см, равномерной по всей площади.
Сборка конструкции телескопа производилась в помещении ЛОМО. Специально для этого был построен корпус высотой свыше 50 метров. Внутри корпуса были установлены подъемные краны грузоподъемностью 150 и 30 тонн. Перед началом сборки был изготовлен специальный фундамент. Сама сборка началась в январе 1966 года и продолжалась более полутора лет, до сентября 1967 года.
Строительство фундаментов телескопа и башни. Апрель 1966 г.
К моменту изготовления заготовки зеркала диаметром 6 м накопленный опыт обработки крупногабаритных оптических заготовок был невелик. 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. Поэтому при обработке заготовки диаметром 6 м было принято решение о применении алмазного инструмента.
Многие из узлов телескопа являются уникальными для своего времени, такие как главный спектрограф телескопа, имеющий диаметр 2 метра, система гидирования, включающая в себя телескоп-гид и комплексную фото и телевизионную систему, а также специализированную ЭВМ для управления работой системы
Лето 1968 г. Доставка деталей телескопа
БТА является телескопом мирового класса. Большая светособирающая способность телескопа дает возможность проводить исследование структуры, физической природы и эволюции внегалактических объектов, детальное изучение физических характеристик и химического состава пекулярных, нестационарных и магнитных звезд, исследование процессов звездообразования и эволюции звезд, изучение поверхностей и химического состава атмосфер планет, траекторные измерения искусственных небесных тел на больших расстояниях от Земли и многое другое.
С его помощью были проведены многочисленные уникальные исследования космического пространства: изучены самые далекие из наблюдавшихся когда-либо с Земли галактик, оценена масса местного объема Вселенной, разгадано множество других загадок космоса. Петербургский ученый Дмитрий Вышелович с помощью БТА искал ответ на вопрос, дрейфуют ли фундаментальные постоянные во Вселенной. По итогам наблюдений он сделал важнейшие открытия. Астрономы со всего мира записываются в очередь, чтобы провести наблюдения с помощью знаменитого русского телескопа. Отечественные телескопостроители и ученые накопили благодаря БТА огромный опыт, позволивший открыть пути к новым технологиям изучения Вселенной.
Монтаж металлоконструкций купола. 1968 г
Разрешающая способность телескопа в 2000 раз большеразрешающей способности человеческого глаза, а его радиус «зрения» в 1,5 раза превышает аналогичный показа-тель крупнейшего на тот момент телескопа США в Маунт-Паломаре (8-9 млрд. световых лет против 5-6 соответственно). Не случайно БТА называют «Оком планеты». Его размеры поражают воображение: высота – 42 метра, вес – 850 тонн. Благодаря специальной конструкции гидравлических опор телескоп как бы «плавает» на тончайшей масляной подушке толщиной 0,1 мм, и человек в состоянии повернуть его вокруг своей оси без применения техники и дополнительных инструментов.
Постановлением Правительства от 25 марта 1960 г. Лыткаринский завод оптического стекла был утвержден головным исполнителем по разработке технологического процесса на отливку из стекла заготовки зеркала диаметром 6 м и по изготовлению заготовки зеркала. Специально для этого проекта было построено два новых производственных корпуса. Предстояло отлить заготовку стекла массой 70 т, отжечь ее и произвести сложную обработку всех поверхностей с изготовлением 60 посадочных глухих отверстий на тыльной стороне, центрального отверстия и др. Спустя три года с момента выхода Постановления Правительства был создан опытно-производственный цех. В задачу цеха входило монтаж и отладка оборудования, отработка промышленного техпроцесса и изготовление заготовки зеркала.
Проведенный специалистами ЛЗОС комплекс поисковых работ по созданию оптимальных режимов обработки позволил разработать и реализовать технологию изготовления промышленной заготовки главного зеркала. Обработка заготовки велась в течение почти полутора лет. Для обработки зеркала Коломенским заводом тяжелого станкостроения в 1963 г. был создан специальный карусельный станок КУ-158. Параллельно проводилась большая научно-исследовательская работа по технологии и контролю этого уникального зеркала. В июне 1974 года зеркало было готово для проведения аттестации, которая была успешно выполнена. В июне 1974 г. начался ответственный этап транспортировки зеркала в обсерваторию. 30 декабря 1975 г. утвержден акт Государственной межведомственной комиссии по приемке в эксплуатацию Большого азимутального телескопа.
1989 г. Сборка 1-метрового телескопа Цейс-1000
Транспортировка верхней части трубы БТА. Август 1970 г.
Сегодня существуют новые, более эффективные астрономические системы с более крупными, в том числе сегментными, зеркалами. Но по своим параметрам наш телескоп до сих пор считается одним из лучших в мире, поэтому он по сей день пользуется повышенным спросом у отечественных и зарубежных ученых. За прошедшие годы он проходил неоднократную модернизацию, совершенствовалась прежде всего система управления. Сегодня осуществлять наблюдения можно при помощи оптоволоконного соединения прямо из расположенного в долине городка астрономов.
Советская оптическая промышленность тех времён не была рассчитана на решение таких задач, поэтому для создания 6-метрового зеркала был специально построен завод в подмосковном Лыткарино на базе небольшого цеха по изготовлению зеркальных отражателей.
Заготовка для такого зеркала весит 70 тонн, первые несколько были «запороты» из-за спешки, так как чтобы не треснуть должны были остывать очень долго. «Удачная» заготовка остывала 2 года и 19 дней. Затем при её шлифовке было выработано 15000 карат алмазного инструмента и «стёрто» почти 30 тонн стекла. Полностью готовое зеркало стало весить 42 тонны.
Доставка зеркала на Кавказ стоит отдельного упоминания.. Сначала к месту назначения был отправлен муляж такого же размера и веса, в маршрут были внесены некоторые коррективы - построены 2 новых речных порта, 4 новых моста и укреплено и расширено 6 уже существующих, проложено несколько сотен километров новых дорог с идеальным покрытием.
Механические детали телескопа были созданы на Ленинградском Оптико-Механическом заводе. Общая масса телескопа составила - 850 тонн.
Но несмотря на все усилия, «переплюнуть» по качеству (то есть по разрешению) американский телескоп Хейла БТА-6 не удалось. Частично из-за дефектов главного зеркала (первый блин всё-таки комом), частично из-за худших климатических условий в месте его расположения.
Установка в 1978 году нового, уже третьего по счёту зеркала, заметно улучшила ситуацию, но погодные условия остались прежними. К тому же, осложняет работу слишком большая чувствительность цельного зеркала к незначительным температурным колебаниям. «Не видит» - это конечно громко сказано, до 1993 года БТА-6 оставался крупнейшим в мире телескопом, а крупнейшим в Евразии он является и по сей день. С новым зеркалом удалось добиться разрешающей способности практически, как у «Хейла», а «проницающая сила», то есть способность видеть слабые объекты у БТА-6 даже больше (всё таки на целый метр больше диаметр).
За 30-летний период эксплуатации телескопа его зеркало несколько раз перепокрывалось, что привело к существенному повреждению поверхностного слоя, его коррозии, и, вследствие чего было утрачено до 70% отражающей способности зеркала. И все же, БТА был и остается уникальным инструментов ученых-астрономов, как российских, так и зарубежных. Но для сохранения его работоспособности и повышения эффективности возникла необходимость в реконструкции и обновлении главного зеркала. В настоящее время технология формообразования и разгрузки зеркала, которой владеют специалисты ОАО ЛЗОС, позволяет троекратно улучшить его оптические характеристики, в том числе и по угловому разрешению.
Сегодня технологический процесс формообразования поверхностей астрономических оптических деталей на Лыткаринском заводе оптического стекла выведен на новый уровень, достигаемое качество отклонений формы поверхностей от теоретической повысилось на порядок за счет автоматизации и модернизации производства и компьютерного управления. Существенно улучшилась и механическая база, и технология облегчения и разгрузки зеркал с использованием современного компьютерного оборудования. Станки для фрезерования, шлифования и полирования 6-метрового зеркала также модернизированы в соответствии с современными требованиями. Существенно улучшены и средства контроля оптики.
Главное зеркало доставлено на Лыткаринский завод оптического стекла. В настоящее время завершен этап фрезерования. С рабочей поверхности удален верхний слой толщиной около 8 мм. Зеркало транспортировано в термостабилизированный корпус и установлено на автоматизированный станок для шлифования и полирования рабочей поверхности. По словам технического директора – главного инженера предприятия С.П.Белоусова, это будет наиболее сложный и ответственный этап обработки зеркала, – необходимо получить форму поверхности с гораздо меньшими отклонениями от идеального параболоида, чем это было достигнуто в семидесятых годах. После этого зеркало телескопа с улучшенными на порядок разрешающей способностью и проницающей силой сможет прослужить российской и мировой науке еще не менее 30 лет.
Купол БТА
БТА («большой телескоп азимутальный») - крупнейший в Евразии оптический с диаметром главного монолитного зеркала 6 м. Установлен в Специальной астрофизической обсерватории.
Являлся самым большим телескопом в мире с 1975 года, когда он превзошёл 5-метровый телескоп Хейла Паломарской обсерватории, и по 1993, когда заработал с 10-метровым сегментированным зеркалом. Тем не менее, БТА оставался телескопом с крупнейшим в мире монолитным зеркалом вплоть до введения в строй в 1998 году (диаметр 8,2 м). По сей день зеркало БТА крупнейшее в мире по массе, а купол БТА является крупнейшим астрономическим куполом в мире.
Устройство
БТА является телескопом-рефлектором. Главное зеркало диаметром 605 см имеет форму параболоида вращения. Фокусное расстояние зеркала 24 метра, вес зеркала без учёта оправы - 42 тонны. Оптическая схема БТА предусматривает работу в главном фокусе главного зеркала и двух фокусах Несмита. В обоих случаях можно применять корректор аберраций.
Телескоп установлен на альт-азимутальной монтировке. Масса подвижной части телескопа - около 650 тонн. Общая масса телескопа - около 850 тонн.
Главный конструктор - д. т. н. Баграт Константинович Иоаннисиани (ЛОМО).
Главное зеркало телескопа обладает значительной температурной инерционностью, которая приводит к деформации зеркала и искажению его рабочей поверхности. Для снижения влияния температурных эффектов на качество изображения башня телескопа изначально была оборудована системой вентиляции подкупольного пространства. В настоящее время в башне установлены охлаждающие установки, призванные в случае необходимости искусственно понизить температуру главного зеркала телескопа в соответствии с текущим прогнозом погоды.
Отражающее покрытие зеркала выполнено из незащищённого алюминия толщиной в 100 нанометров. Технология алюминирования главного зеркала телескопа, разработанная изготовителем, предусматривала замену рабочего слоя алюминия каждые 3-5 лет. Совершенствованием узлов вакуумной установки алюминирования зеркала (ВУАЗ-6) срок эксплуатации зеркального слоя удалось довести в среднем до 10 лет. Последний раз алюминиевый слой главного зеркала БТА менялся в июле 2015 года.
Модернизация
11 мая 2007 года начата перевозка первого главного зеркала БТА на изготовивший его ЛЗОС с целью глубокой модернизации. Сейчас на телескопе установлено второе главное зеркало. После обработки в Лыткарино - удаления с поверхности 8 миллиметров стекла и переполировки телескоп должен войти в десятку самых точных в мире. САО рассчитывала, что обновлённое зеркало после обошедшегося в 5 миллионов евро ремонта вернётся в обсерваторию в середине 2013 года. В 2018 году планируется установка нового, 40 тонного зеркала, изготовленного на Лыткаринском заводе оптического стекла.
Расположение
Телескоп установлен в Специальной астрофизической обсерватории (САО) на горе Семиродники у подножия горы Пастухова (2733 м) близ посёлка Нижний Архыз Зеленчукского района Карачаево-Черкесской Республики, РФ, на высоте 2070 м над уровнем моря.
История
Построенный для Пулковской обсерватории в 1878 и установленный в 1885 году, 76 сантиметровый телескоп-рефрактор стал крупнейшим в мире уже в своё время. Из-за особенностей задач Пулковской обсерватории (в частности, точное время), ей не были нужны крупные рефлекторы. В 1926 году, в Симеизской обсерватории, на горе Кошка, был установлен метровый английский рефлектор.
В 1961 году в Крымской астрофизической обсерватории заработал изготовленный на Государственном оптико-механическом заводе телескоп ЗТШ-2,6, с диаметром зеркала 2,6 метров - крупнейший телескоп СССР и Европы. К тому времени учёные разработали 5-метровый телескоп и задумались о 6-метровом, на подходе был и радиотелескоп РАТАН-600. Решено было поставить оба инструмента рядом, так что потребовалось новое место для обсерватории. Хорошие места находятся в среднеазиатских республиках бывшего СССР, однако было принято политическое решение размещать инструмент именно в РСФСР.
Официально о решении Правительства СССР о создании в стране 6-метрового телескопа объявил А. Н. Косыгин в своём выступлении на 10-й Генеральной ассамблее Международного астрономического союза, проходившей в 1958 году в Москве.
25 марта 1960 года Совет Министров СССР принял Постановление о создании телескопа-рефлектора, имеющего зеркало диаметром 6 метров. Основные работы были поручены Ленинградскому оптико-механическому заводу, Лыткаринскому заводу оптического стекла (ЛЗОС), Государственному оптическому институту им. С. И. Вавилова (ГОИ), а также ряду других предприятий.
Лыткаринский завод оптического стекла был утверждён основным исполнителем по разработке технологического процесса на отливку заготовки зеркала диаметром 6 м и по изготовлению заготовки зеркала. Предстояло отлить заготовку стекла массой 70 тонн, отжечь её и произвести сложную обработку всех поверхностей с изготовлением центрального сквозного отверстия и более 60 посадочных глухих отверстий на тыльной стороне.
В течение трёх лет был спроектирован и построен специальный корпус опытно-производственного цеха для изготовления заготовки БТА, в задачу которого входило монтаж и отладка оборудования, отработка промышленного техпроцесса и изготовление заготовки зеркала. Основное оборудование цеха было уникальным, не имеющим аналогов.
Специалистами ЛЗОС и ГОИ были проведены исследования и разработан состав стекла, которое отвечало заданным требованиям. В результате проведённых работ был разработан технологический процесс, согласованный с ГОИ, по которому произведена пробная производственно-экспериментальная отливка заготовки диаметром 6200 мм. На этой опытной заготовке были отработаны все режимы и приёмы работы, а также организация отлива. Был составлен технологический процесс для отлива штатной заготовки.
В ноябре 1964 года была отлита первая заготовка главного зеркала, которая отжигалась, то есть медленно охлаждалась при заданном режиме, более 2 лет. Для обработки этой заготовки требовалось снять около 25 тонн стекла. Имевшийся опыт обработки крупногабаритных заготовок оказался непригодным, было принято решение о применении алмазного оборудования, комплекс работ по созданию оптимальных режимов обработки позволил разработать и реализовать технологию изготовления промышленной заготовки главного зеркала. Обработка заготовки велась в течение почти полутора лет на специальном карусельном станке, созданном на Коломенском заводе тяжёлого станкостроения. Для получения заготовки заданной геометрической формы был спроектирован комплекс алмазного инструмента, где было использовано свыше 12 000 карат натуральных алмазов в виде порошка. Для удаления припуска 28 тонн, шлифования и полирования боковой поверхности было израсходовано 7000 карат алмазов. Сложной была разметка и обработка 66 глухих отверстий для размещения механизмов разгрузки зеркала. Масса заготовки, рассчитанная по фактическим размерам, составила около 42 тонн. Приёмка заготовки для дальнейшей обработки лицевой стороны была произведена в сентябре 1968 года.
Точная обработка зеркала велась специалистами ЛОМО в специальном термостатированном корпусе на уникальном шлифовальном станке, изготовленным Коломенским заводом. В январе 1969 года зеркало было отшлифовано для получения сферической поверхности, к июню 1974 года была окончательно окончена полировка, и зеркало подготовлено к аттестации.
Создание этого уникального зеркала продолжалось почти 10 лет.
В 1968 году Главмосавтотранс доставил в обсерваторию крупногабаритные детали телескопа. В 1969 году была доставлена уникальная вакуумная установка для алюминирования главного зеркала.
В июне 1974 года началась транспортировка зеркала. После изготовления оно было законсервировано специальной защитной плёнкой и установлено в специальный транспортный контейнер. Имея в виду его исключительную ценность, были приняты чрезвычайные меры предосторожности при его транспортировке. Было принято решение о проведении пробной транспортировки имитатора зеркала по всему маршруту, что и было осуществлено с 12 мая по 5 июня 1974 года. По результатам были разработаны технические условия на перевозку зеркала. Трейлеры с контейнером и оправой были установлены на баржу, закреплены и с помощью мощного буксира доставлены через канал Москва - Волга, по Волге и каналу Волго-Дон до Ростова-на-Дону. Дальше трейлеры доставили его по дорогам Северного Кавказа до станицы Зеленчукская в Специальную астрофизическую обсерваторию (САО).
Оно было отправлено в конце июня, доставлено до обсерватории в августе 1974 года и в сентябре - октябре установлено в оправу. После опытной эксплуатации в течение зимы 1974/75 годов и весны 1975 года, обучения эксплуатационного персонала и проведения других работ 30 декабря 1975 года был утверждён акт Государственной межведомственной комиссии по приёмке Большого азимутального телескопа, и телескоп был введён в эксплуатацию.
Позднее было изготовлено и в августе 1978 года доставлено второе зеркало, в 1979 году оно было алюминировано и установлено на телескоп.
Проблемы
Как и для других больших телескопов, большой проблемой являются температурные деформации главного зеркала. У БТА эта проблема особенно остро выражена из-за большой массы и термической инерции зеркала и купола. Если температура зеркала изменяется быстрее, чем на 2° в сутки, разрешение телескопа падает в полтора раза. Для увеличения продолжительности наблюдательного времени температура помещения телескопа регулируется с помощью системы кондиционирования, и приводится к ожидаемой температуре ночного воздуха ещё до открытия забрала. Запрещено открывать купол телескопа при разности температур снаружи и внутри башни больше чем 10°, так как такие перепады температуры могут привести к разрушению зеркала. Многие из этих проблем решились бы, будь на телескопе современное зеркало из ситалла - впрочем, денег на него не нашлось. Взамен решили переделать имеющееся зеркало.
Второй проблемой являются атмосферные условия на Северном Кавказе. Так как место расположения телескопа находится по ветру от крупных вершин Кавказского хребта, турбулентность значительно ухудшает условия видимости (особенно по сравнению с телескопами в более благоприятных местах) и не позволяет использовать весь потенциал угловой разрешающей способности зеркального телескопа.
По совокупности причин БТА позволяет получать изображения с разрешением 1,5 угловых секунды лишь в течение 10 % времени. Для сравнения можно указать, что на телескопах обсерватории Кека разрешение, в два раза большее, является обычным.
Несмотря на имеющиеся недостатки, БТА был и остаётся важным научным инструментом, способным видеть звёзды до 26-й величины. В таких задачах, как спектроскопия и спекл-интерферометрия, где собирающая способность важнее разрешения, БТА даёт хорошие результаты.