Новый большой солнечный телескоп не похож на действующие

   Заканчивается строительство телескопа DKIST на Гавайских островах.

  Он расположен на склоне вулкана на высоте 3 км, где астроклимат очень благоприятен для астрономических наблюдений.

                                                      Рис. 1

   Основная отличительная особенность этого телескопа – главное зеркало (рис. 2). Считалось, что из-за мощного потока солнечного излучения устанавливать зеркала большого диаметра в солнечных телескопах нет необходимости. Даже в самом большом действующем телескопе диаметр главного зеркала равен 1.65 м.

                                                     Рис. 2

   В новом телескопе главное зеркало – короткофокусный  параболоид диаметром 4.24 метра. Точность выдерживания поверхности зеркала 20 ангстрем. Оно фокусирует так много солнечной энергии, что в телескопе предусмотрена сложнейшая система охлаждения. По оптической схеме Грегори солнечные лучи, пройдя главный фокус, поступают на второе, вогнутое эллипсоидальное зеркало диаметром 0.65 м, направляющее поток лучей вглубь телескопа.

   Дальше поток солнечного света попадает на зеркала М3 - М6 (Рис. 3).

                              Рис. 3

  Они коллимируют лучи и передают их на приборы, расположенные на разных уровнях внутри телескопа. Зеркала М7 – М10 передают поток излучения в самый дальний фокус, фокус Кудэ, где установлены спектральные  приборы, принимающие излучение в диапазоне от коротковолнового видимого до ближнего инфракрасного (рис. 4).

                                                         Рис. 4

   Вторая особенность состоит в том, что для уменьшения теплового потока главное зеркало расположено под углом к оптической оси телескопа, а вторичное зеркало – направляет свет внутрь телескопа (рис. 5). Оно формирует изображение видимой поверхности Солнца с беспрецедентной детализацией до 20-30 км. На уникальном снимке, полученном на длине волны 789,186 нм (спектральная линия FeXI), представлена грануляция фотосферы Солнца (рис. 6). При наблюдении быстродействующих процессов может производиться до 30 кадров в секунду.

                                       Рис. 5.

                                           Рис. 6.

   У этого телескопа есть еще очень важная особенность. У всех современных телескопов слежение за суточным движением Солнца осуществляется специальными устройствами. Солнечный свет подается на главное зеркало неподвижного телескопа с помощью системы  зеркал.

   Наиболее простое устройство – целостат -  состоит из двух плоских зеркал: одно, подвижное, всегда направлено на Солнце и следует за его суточным движением, а второе – неподвижное: получая изображение Солнца от первого зеркала, отражает его на главное зеркало телескопа. Более сложные устройства – гелиостат  и сидеростат.

   Неподвижные телескопы бывают горизонтальные (например, в Пулковской обсерватории), башенные (например, в Крымской Астрофизической обсерватории), наклонные (например, Иркутский на берегу Байкала в системе Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН).

   В отличие от существующих больших телескопов огромное зеркало телескопа  DKIST само вращается за Солнцем от восхода до заката! Конечно, необходимо обеспечить компенсацию его прогибания при различных углах наклона к горизонту, компенсировать влияние ветра и других внешних условий, для этого служит система активной оптики со ста двадцатью приводами, исправляющая форму зеркала примерно каждые полминуты-минуту.

   На телескопе установлена современная система адаптивной оптики, компенсирующая влияние земной атмсферы. Ее поправки вносятся сотни и даже тысячи раз в секунду! Системы и активной, и адаптивной оптики состоят  из трех основных составляющих: анализатора изображения, компьютера, формирующего сигналы коррекции, и устройства оптимально изменяющего оптическую систему.

   Еще одно важное отличие: DKIST работает на поверхности Земли в условиях естественной атмосферы, а самые большие современные телескопы имеют вакуумные каналы, по которым солнечное излучение, не рассеиваясь, поступает даже к самым дальним фокусам. Например, вакуумный туннель наклонного телескопа Мак-Мат-Пирс имет длину более 80 м, примерно половина его расположена под поверхностью земли (рис. 7, 8).

                                                            Рис. 7.

                                                     Рис. 8.

   Современные солнечные телескопы – очень сложные сооружения, оснащенные самой  современной техникой. Сейчас планируется построить еще два солнечных телескопа с диаметром главных зеркал более 4 м: один в Калифорнии и один на Канарских островах, а в Китае спроектирован солнечный телескоп с диаметром главного зеркала 8 м.