научная статья по теме БОЛЬШОЙ ТЕЛЕСКОП АЗИМУТАЛЬНЫЙ – СКВОЗЬ ТЕРНИИ К ЗВЁЗДАМ Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук

Текст научной статьи на тему «БОЛЬШОЙ ТЕЛЕСКОП АЗИМУТАЛЬНЫЙ – СКВОЗЬ ТЕРНИИ К ЗВЁЗДАМ»

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 77, № 2, с. 154-163

ИСТОРИЯ АКАДЕМИЧЕСКИХ ^^^^ УЧРЕЖДЕНИЙ

БОЛЬШОЙ ТЕЛЕСКОП АЗИМУТАЛЬНЫЙ -СКВОЗЬ ТЕРНИИ К ЗВЁЗДАМ

В 1976 г. началась регулярная работа 6-метрового телескопа, для которого была организована Специальная астрофизическая обсерватория. До 1991 г. этот "Большой Телескоп Азимутальный" (БТА) оставался величайшим на планете; его 6-метровое зеркало собирает в 1.44 раза больше света, чем предыдущий чемпион - 5-метровый рефлектор на Голубиной горе (Маунт Паломар) в Калифорнии, который вступил в строй в 1949 г. Создание БТА было подвигом отечественной промышленности и науки, интегральным доказательством их всеобъемлющей дееспособности, как и успехи в космосе. Конструкции телескопа весом в сотни тонн должны были соответствовать чертежам с точностью до сотых долей миллиметра, а фигура его зеркала - до четверти длины световых волн, или десятитысячной доли миллиметра. Оптическая схема телескопа была традиционной, но азимутальные монтировки стали использоваться на Западе лет на 20 позднее.

Бытовавшее на Западе мнение о неудачности БТА явилось следствием его относительно малой продуктивности в первые годы работы. Она объяснялась в основном двумя обстоятельствами: отсутствием современных светоприёмников и неважным астроклиматом в месте установки. Это отрог горы Пастухова на Северном Кавказе, между аулом Архыз и станицей Зеленчукская. Однако за истекшие годы коллектив обсерватории преодолел (или научился обходить) обе эти проблемы. Работающие в обсерватории энтузиасты создали прекрасные приборы, и для БТА, занимающего ныне лишь скромное 17-е место в мире по диаметру зеркала, нашлись задачи на переднем крае астрофизики, в решении которых телескоп может успешно конкурировать со своими сверхгигантскими собратьями.

ЖЕЛЕЗО И СТЕКЛО

Первым документом, в котором речь идёт о будущем телескопе, стало, по-видимому, Распоряжение Совета Министров СССР № 7027 от 16 мая 1953 г. "Об окладах работников ГАО АН СССР, занятых разработкой проектного задания и конструированием Большого телескопа". В 1958 г. председатель Совмина СССР А.Н. Косыгин сообщил о планах строительства такого телескопа на проходившей в Москве Генеральной ассамблее Международного астрономического союза. Пла-

ны разрабатывались в отделе астрономического приборостроения Главной (Пулковской) астрономической обсерватории (ГАО) под руководством Д.Д. Максутова. Было решено остановиться на зеркале диаметром 6 м с фокусным расстоянием 24 м.

25 марта 1960 г. Совмин СССР принял постановление "О строительстве Специальной астрофизической обсерватории и сооружении для неё Большого оптического телескопа с диаметром главного зеркала в 6 метров". Головным заводом был назначен Государственный оптико-механический завод (позднее - Ленинградское оптико-механическое объединение). Предварительная стоимость телескопа была определена в 25.8 млн. руб. (к концу строительства она составила более 30 млн. руб.); его главным конструктором назначили Б.К. Иоаннисиани. Разработанный на заводе аванпроект 6-метрового телескопа на азимутальной монтировке был утверждён в ноябре 1960 г. на совместном заседании Астрономического совета АН СССР и Межведомственного совета по строительству БТА, который возглавил академик Ä.A. Михайлов.

16 декабря того же 1960-го Президиум АН СССР постановил, что Пулковская обсерватория должна продолжить обследование окрестностей Кисловодска и станицы Зеленчукская и представить сведения об окончательно выбранном месте для установки телескопа к 1 октября 1961 г. Поиски места с хорошим астроклиматом начались в 1959 г. под руководством Н.Н. Кучерова: 16 экспедиций работали в Восточной Сибири, Средней Азии, на Кавказе и в Крыму, и уже через год остались лишь Кисловодск и Зеленчукская. Кисловодск, однако, отпал без обсуждений ввиду возражений руководства Кисловодской солнечной станции ГАО. Правда, ещё в 1964 г. изучалось качество изображений в окрестностях Судака. Обычно астроклиматические исследования ведутся долгие годы...

Имеются недокументированные сведения, что А.Н. Косыгин настаивал на том, чтобы БТА строился на территории РСФСР. (Чем он руководствовался - экономическими ли соображениями или политическими - кто знает.) Однако уже тогда специалистам по астроклимату было ясно, что лучшие в СССР по качеству изображений и количеству ясных ночей места находятся в горах Таджикистана и Узбекистана. Ныне там работают на малых телескопах с лазерными установка-

Поселок Специальной астрофизической обсерватории. Крайнее левое здание - лабораторный корпус

ми Российские космические войска, а построенный в Ленинградском оптико-механическом объединении для Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга МГУ прекрасный 1.5-метровый телескоп ныне принадлежит Узбекистану.

28 декабря 1963 г. президент АН СССР М.В. Келдыш утвердил "Задание на проектирование Специальной астрофизической обсерватории". В нём перечисляются восемь проблем, для работы над которым создаются обсерватория и БТА: метагалактическая система, галактическая система, звёзды, туманности и межзвёздная среда, тела Солнечной системы, искусственные небесные тела, шкала расстояний во Вселенной, поисковые работы. В задании для обсерватории планировались и вспомогательные телескопы, в частности 2.6-метровый телескоп системы Максутова. В качестве места установки БТА фигурирует "высота 2100-2400 м (кошары)", где и работала экспедиция ГАО. Однако телескоп был поставлен на высоте 2070 м в нескольких километрах от исследовавшегося места, где, как оказалось, бывает слишком сильный ветер. БТА стоит прямо на кромке ущелья реки Большой Зеленчук, и иногда всплывающие снизу облака застилают башню телескопа, хотя окрестные горы ещё видны.

Смелым для своего времени и полностью оправдавшим себя было решение Б.К. Иоанниси-ани об азимутальной (точнее, альт-азимутальной) монтировке БТА. Телескоп следует за вращением небосвода не одним лишь поворотом оси,

направленной в полюс мира, как 5-метровый телескоп, а одновременным движением по вертикальной и горизонтальной осям. Азимутальная монтировка уже применялась для больших радиотелескопов, но впервые предлагалась для крупного оптического инструмента. Выбор определялся прежде всего относительной простотой решения проблем механики, возникающих при движении 850-тонного телескопа с монтировкой, но такой выбор требовал безукоризненной работы управляющей этими движениями специально созданной ЭВМ. В целом азимутальная установка 6-метрового телескопа обошлась вдвое дешевле, чем стоила бы экваториальная. Ныне все большие телескопы устанавливаются на азимутальной монтировке, и БТА был первым, на практике доказавшим её пригодность.

Срок ввода БТА в эксплуатацию был назначен на июль 1969 г.; к 1967 г. телескоп изготовили, и в июле 1968 г. его конструкции были транспортированы к месту установки, но только в сентябре 1969-го начался их монтаж в башне. Её строительство должно было по плану закончиться в декабре 1967 г., однако она была сдана в эксплуатацию лишь 27 января 1972 г., хотя телескоп был смонтирован в башне к декабрю 1970 г. Зеркала пришлось ждать ещё долгие четыре года, и вместо него отладочные работы велись с бетонным имитатором. Лучше было бы не спешить со строительством, а продолжить исследования астроклимата...

В строящейся башне 6-метрового телескопа. 1968 г.

Монтаж конструкций телескопа. 1970 г.

Башня с установленным в ней 6-метровым телескопом

Масштабы циклопической башни поражали; академик Л.А. Арцимович, неустанно стимулировавший строительство, сравнивал возводимую башню и хаос огромных стальных конструкций рядом с ней с "гибридом Колизея и железнодорожной катастрофы". В течение ряда лет на строительство БТА уходило около четверти немалых тогда расходов Академии наук, и, здороваясь с астрономами, президент академии М.В. Келдыш приговаривал: "Дорогие вы мои, дорогие."

Много телескопов превосходят ныне БТА по самому важному параметру - диаметру главного зеркала, но по фокусному расстоянию (24 м) и, следовательно, по диаметру башни (45 м) его уже никто не превзойдет. Такое большое фокусное расстояние диктовалось выбором светосилы инструмента 1 : 4. Чем больше светосила, тем труднее добиться правильной фигуры зеркала; пул-ковчане помнили проблемы, возникшие в США при изготовлении 5-метрового зеркала со свето-

силой 1 : 3.3. Заметим, что по воле случая диаметр купола БТА примерно равен диаметру двух других величайших куполов мира - Пантеона (I в. нашей эры) и собора Св. Петра в Риме (XVI в.). Никакого прогресса.

Огромное зеркало нелегко было изготовить. Оно отливалось из подмосковных кварцевых песков в Лыткарине. Подготовка заняла три года, затем была сделана первая пробная отливка, которую охлаждали с максимально возможной скоростью - девять месяцев. Она вышла из отжига расколовшейся пополам. Вторую заготовку охлаждали два года. Вес её составлял 65 т, для превращения её поверхности в сферическую (радиус сферы 48 м) было удалено 23 т стекла (пирекса) и израсходовано 12000 карат алмаза; на эту грубую обработку ушло почти полтора года.

4 сентября 1968 г. заготовка была принята специальной комиссией. Вскоре началась её шлифовка и полировка; по технологическому графи-

ку на этот процесс требовалось 27 месяцев. Установка для алюминирования монтировалась в куполе башни БТА. Но дела в Лыткарине шли не очень хорошо; лишь к 1974 г. был получен относительно приемлемый результат: 98% падающего на зеркало света концентрировалось в кружке диаметром 2 угловые секунды. Сотрудники обсерватории активно участвовали в многократно проводившихся определениях качества полируемого зеркала.

В августе 1974 г. зеркало было доставлено в Специальную астрофизическую обсерваторию, в сентябре 1975 г. оно было алюминировано, 4 декабря 1975 г. установлено на телескопе и в конце 1975 г. были получены первые снимки неба. С 1976 г. на телескопе ведутся регулярные наблюдения. В 1979 г. главное зеркало было заменено на новое, 90% света оно концентрирует в кружке диаметром 0.8 угловой секунды. Это меньше, чем обычный угловой диаметр размытого турбулентно

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком