Знание-сила, 2000 № 07 (877) - [7]
– Но, вероятно, не такие качественные, как Космический телескоп имени Хаббла, которому земная атмосфера вообще не мешает ?
В- Сурдин: – Разумеется, у Космического телескопа пока нет конкурентов по качеству изображения. Но скоро будут. Стоимость заатмосферного телескопа так высока, что астрономы не надеются на массовый запуск подобных инструментов на орбиту и пытаются создать нечто похожее на Земле. Новое «чудо-оружие» наземной астрономии – адаптивная, подстраивающаяся оптика, которая помогает бороться с главным врагом телескопа – дрожанием изображений, вызванным турбулентностью атмосферы. Даже при экспозиции всего лишь в несколько секунд оно способно размыть изображение светила и сделать незаметными его тонкие детали. Да и в тех тщательно выбранных местах для строительства обсерваторий, о которых я говорил, дрожание изображений составляет около 0,5 угловой секунды. Такому углу на поверхности Луны соответствует пятно размером один километр, а на поверхности Марса – пятно в 250 километров диаметром. В большинстве же обсерваторий мира редкой удачей считается угловое разрешение в одну секунду дуги.
Чтобы победить атмосферу, уже давно были задуманы активные оптические системы, быстро перестраивающие параметры телескопа для компенсации атмосферного дрожания изображений (идея не нова, ее использует каждый, кто наблюдает в бинокль, находясь в движущемся и трясущемся экипаже: движения рук непрерывно компенсируют смещения изображения). В последние годы стали появляться работоспособные системы активной оптики для наблюдений в видимом и близком инфракрасном диапазонах. Разумеется, массивный телескоп – это не маленький бинокль, его невозможно целиком поворачивать за прыгающей по небу звездой. Поэтому сам телескоп с главным зеркалом остается неподвижным, а смещение изображения звезды компенсируется быстрыми покачиваниями маленького вторичного зеркала, порою оно совершает около сотни покачиваний в секунду.
Если размер главного зеркала телескопа велик и превышает 1 – 1,5 метра, то флуктуации света, падающего на разные его части, хаотичны и простым покачиванием вспомогательного зеркала их не скомпенсируешь. Поэтому для крупных телескопов изготавливают гибкие вспомогательные зеркала, способные быстро, по командам ЭВМ, изменять свою форму, чтобы восстановить четкое изображение. На 3,6-метровом телескопе Южной европейской обсерватории в Чили формой гибкого активного зеркала управляют 52 механических пальца, способных изменять его форму сто раз в секунду. Для нового 8,2-метровош телескопа той же обсерватории, построенного в 1999 году, изготовлено активное вспомогательное зеркало с 250 «пальцами».
– Позвольте, а откуда компьютер знает, какую форму должно иметь исправленное изображение? Если вы первый раз в жизни смотритесь в зеркало, то как узнать, зеркало кривое или физиономия?
В. Сурдин: – Действительно, это одна из проблем активной оптики. Мы заранее должны сообщить компьютеру, какое изображение считается идеальным, то есть к чему он должен стремиться, исправляя изображение, испорченное атмосферой. При наблюдении звезд все ясно: «физиономия» далекой звезды – это идеальная точка. А как быть с объектами сложной формы – галактиками, туманностями, поверхностями планет, рисунок которых мы заранее не знаем? Для того-то и наблюдаем, чтобы узнать. Хорошо, если рядом с таким объектом видна звезда: исправляя ее изображение, система попутно исправит и объект нашего внимания. А если звезды рядом нет? Ну если нет, значит ее нужно сделать, решили астрономы. Помните, поэт вопрошал: «Если звезды зажигают, значит это кому-то нужно…» Еще как нужно! Астрономы научились создавать искусственное изображение звезды в верхних слоях атмосферы с помощью мощного лазера. Такую искусственную звезду всегда можно расположить перед глазом телескопа и дать активной оптической системе надежный эталон.
Должен заметить, что быстрое развитие активной оптики отчасти связано с тем, что в ней были заинтересованы создатели лазерного оружия по программе звездных войн. Военная программа провалилась, но астрономы оказались в выигрыше: постепенно мы перестаем быть рабами атмосферы или сверхдорогих космических телескопов. Теперь есть возможность даже со дна воздушного океана четко видеть космические дали. Но для этого, повторю, нужны современные телескопы.
Общий вид обсерватории VLT на закате, когда Солнце садится в облака. На переднем плане – башня телескопа Епун, на заднем слева направо – Анту, Куайен, Мелипаль
Слева внизу внутреннее пространство нейтринного телескопа Камиоканде (Япония), впервые получившего изображение термоядерного ядра Солнца
Телескоп Куайен (VLT) при лунном свете
– Разрешите перевести наш разговор в иную плоскость. Развитие науки, естественно, приводит к тому, что ее передний край удаляется все дальше от возможностей непрофессионала, обыкновенного любознательного человека, простого любителя науки. Если когда- то самодельные телескопы Галилея и Гершеля позволили им сделать великие открытия, то на долю современного школьника или инженера – любителей науки, – вероятно, осталось лишь одно: читать научно-популярные журналы и завидовать профессионалам?
