Приближая звезды
Лыткаринский завод оптического стекла (ЛЗОС), входящий в состав холдинга «Швабе», внес немалый вклад в изучение Вселенной. Сегодня, как и много лет назад, на подмосковном заводе выпускается уникальная крупноразмерная оптика. На самых больших в мире телескопах установлены зеркала, сделанные в Лыткарино.
Космическая оптика из Лыткарино
Лыткаринский завод оптического стекла (ЛЗОС) считается признанным лидером в производстве крупноразмерной оптики. В Лыткарино выпускается примерно треть от всего мирового рынка крупногабаритной оптики.
Производство по изготовлению крупноразмерных линзовых объективов и зеркал диаметром в несколько метров на предприятии было создано еще в 1980-х годах. А уже в середине 1990-х годов ЛЗОС удалось «выйти» на международный рынок крупногабаритной астрономической оптики. За эти годы Лыткаринский завод изготовил оптические детали в рамках более 20 международных проектов. В их числе – зеркала для крупнейших телескопов в мире: сети телескопов LGOGT, второго по размеру в Азии тайского телескопа TNT, обзорных телескопов VST и VISTA.
Зеркала для таких крупных телескопов изготавливаются из особых стеклокерамических материалов, таких как церодур (Zerodur), астроситалл (Astrositall). Кстати, технологией производства ситалла владеют всего две компании в мире, и одна из них – холдинг «Швабе».
Как известно, зеркало – самая главная и сложная часть при изготовлении телескопа. Конструкция их уникальна и сложна, в частности за счет значительной асферичности и высокой апертуры. Это создает большие трудности не только при обработке зеркал, но и при контроле процесса производства такой оптики на всех стадиях.
В ЛЗОС разработана собственная технология формообразования крупногабаритной асферической оптики диаметром до 6000 мм. Производство включает комплекс компьютерно-управляемых станков и контрольную аппаратуру. В частности, на предприятии используют самые современные средства контроля оптики, которые включают 3D машины, лазерный трекер, интерферометры с линзовыми корректорами производства ЛЗОС. И это лишь краткий перечень оборудования и технологий, которые позволяют создать зеркало массой несколько десятков тонн и произвести его обработку с нанометрической точностью.
Большой телескоп азимутальный: крупнейший в Евразии
История Большого телескопа азимутального (БТА), который располагается в Карачаево-Черкесии, началась еще в 1975 году. Сегодня это крупнейший оптический телескоп в Евразии, а с 1975 по 1993 год он был крупнейшим в мире.
Его главное зеркало диаметром 6 метров и весом 42 тонны было изготовлено на Лыткаринском заводе. Для своего времени создание такого зеркала было грандиозным проектом. Это сегодня на помощь специалистам ЛЗОС пришли новые цифровые технологии и современные станки. А тогда потребовалось почти полтора года и 15 тыс. карат алмаза, чтобы обработать зеркало.
Недавно Ростех провел модернизацию зеркала Большого телескопа азимутального. За годы эксплуатации телескопа поверхностный слой зеркала повредился, что привело к ухудшению его отражающей способности. Специалисты ЛЗОС модернизировали зеркало с применением своей технологии по нанометрической обработке астрозеркал. Задача эта была не из простых. Дело в том, что в настоящее время монолитные зеркала таких размеров уже не производятся, а применяются тонкие или составные зеркала. В ходе модернизации с поверхности зеркала БТА был удален верхний слой толщиной 8 мм, в результате чего оно вернулось в идеальное состояние.
Обновленное зеркало вернули БТА в прошлом году. Модернизация позволит телескопу работать еще как минимум 50 лет. Новая оптика также увеличивает дальность наблюдения в полтора раза. Кстати, из последних достижений БТА можно отметить обнаружение нашими астрономами яркой голубой переменной – звезды очень редкого типа. По массе она сопоставима с 150 солнечных и может сиять в миллион раз сильнее, чем Солнце. На сегодняшний день известны всего около 20 таких звезд.
VISTA: картограф звездного неба
VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) – крупнейший в мире обзорный телескоп, его главная задача – планомерная съемка всего неба. С 2009 года VISTA работает в обсерватории ESO Paranal в Чили.
ЛЗОС выполнил грандиозный проект по изготовлению зеркал VISTA: главного диаметром 4,1 м из церодура и вторичного диаметром 1,24 м из астроситалла. Как отмечают специалисты, главное зеркало VISTA является самым качественным и уникальным из подобных зеркал – отклонения от абсолютной поверхности равны менее чем несколько тысячных толщины волоса человека.
При помощи VISTA астрономы смогли создать изображение участка неба в инфракрасном спектре с самым широким полем зрения на сегодняшний день. Оценить этот снимок обычному человеку сложно, специалист же сможет увидеть на нем более 200 тыс. галактик. Этот снимок – всего лишь один из огромной коллекции изображений, полученных при помощи телескопа VISTA. В настоящее время каталог галактик открывается для астрономов всего мира. Чтобы понять масштаб работы ‒ примерно 300 гигабайт за ночь или более чем 100 терабайт за год отправляется телескопом в цифровой архив.
На основе снимков VISTA ученым уже удалось выявить более десятка тысяч ранее неизвестных, в основном очень далеких галактик. По мнению астрономов, все самое интересное – еще впереди. Исследования телескопа VISTA помогут нам лучше понять происхождение известных звезд и галактик, построить трехмерные карты нашей галактики, определить соотношение между структурой Вселенной и темной материей.
LAMOST: охотник на сверхскоростные звезды
Другой новейший проект, в котором принял участие ЛЗОС – это китайский телескоп LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope) или Большой многоцелевой спектроскоп для наблюдения обширных районов неба. Это крупнейший наземный астрономический телескоп Китая, находится в 170 км от Пекина.
Диаметр зеркал телескопа LAMOST – 4,4 м и 5,72 м. Для одного из зеркал в Лыткарино изготовили 40 сегментов, для другого – 26 заготовок из астроситалла. Данная технология сегментированных зеркал уже скоро будет использоваться для создания экстремально больших телескопов – с диаметром зеркал до 100 метров и даже более.
LAMOST способен зафиксировать спектры более 10 тыс. звезд за ночь и свыше 2 млн звезд в год. Одно из основных достижений этого телескопа ‒ обнаружение сверхскоростных звезд, движущихся со скоростью 300 км/с и больше Солнца в несколько раз. В 2014 году с помощью этого телескопа открыли одну такую звезду, которая получила название LAMOST-HSV1. Чуть позже еще две – LAMOST-HSV2 и LAMOST-HSV3.
Всего в мире найдено около двадцати таких сверхбыстрых звезд. Астрономы предполагают, что их порядка тысячи. Непонятно и происхождение такой скорости. Есть версия, что такой «толчок» звезде дает сверхмассивная черная дыра в центре галактики.
Между тем такие находки представляют большой интерес для астрономов. Сверхбыстрая звезда, пролетая огромные расстояния, подвергается воздействию темной материи и может сообщить много интересного о ее распределении во Вселенной. Так что «охота» на сверхскоростные звезды с помощью телескопа LAMOST продолжается.