За Окой, на границе Московской и Тульской областей в наукограде Пущино создаётся наше астрофизическое будущее. Пущинская обсерватория не была известна мировыми открытиями, но как технологическая и испытательная площадка более 50 лет вносит свой важный вклад в исследование дальнего космоса.
Самая важная часть телескопа, начиная от радио- и заканчивая ультрафиолетовыми — это главное зеркало. Оно позволяет собирать электромагнитное излучение и фокусировать на принимающие детекторы. Чем больше излучения сможет собрать зеркало и направить в нужную точку, тем чётче телескоп, или в научных терминах — выше его угловое разрешение. Поэтому у главного зеркала телескопа есть два ключевых показателя, от которых зависят его характеристики — диаметр, и качество поверхности.Казалось бы с диаметром всё понятно — чем больше тем лучше, но разрешение телескопа напрямую зависит ещё и от длины электромагнитной волны, на которой ведутся наблюдения. При равном диаметре зеркала, чем короче наблюдаемые волны тем будет выше «резкость» телескопа. Такая же зависимость у качества поверхности — чем короче длина волны, тем выше требование к гладкости зеркала. Понятное дело, если вы хотите наблюдать коротковолновое излучение нам нужно добиться высокого качества поверхности зеркала.
Чтобы повысить качество наблюдений, снизить шум, и расширить возможности ловли самого слабого излучения, зеркала «Миллиметрона» планируется охлаждать до сверхнизких температур. И это желание ученых — новая головная боль для инженеров. Каждый материал обладает свойством теплового расширения — при нагревании объем увеличивается, а при остывании уменьшается. Поэтому недостаточно создать идеальное раскладное зеркало, запустить его в космос и безошибочно раскрыть в рабочем положении. Надо сохранить его форму при охлаждении на две с половиной сотни градусов ниже нуля по Цельсию.
Создание композитного зеркала «Миллиметрона» начиналось с исследования принципиальной возможности применения этого материала в поставленных задачах. Потребовалось выбрать подходящий материал, освоить технологию, изготовить первые образцы и испытать их в сверхнизких температурах.
Зеркало «Миллиметрона» будет состоять из 96 сегментов, 72 из которых будут разворачиваться после выведения на рабочую орбиту.
Для придания идеально гладкой поверхности композитным элементам зеркала «Миллиметрона» используются ситалловые формы. Их изготавливают на Лыткаринском заводе оптического стекла.
Всего таких форм должно быть четыре по одному на каждый ряд сегментов зеркала. Точность поверхности ситалловой формы — 1 микрон. Точность композитных сегментов космического телескопа, которые сейчас получаются на этих формах — около 4 микрон, т.е. необходимая точность достигнута.
В отдельной лаборатории, там же Пущино проводят криогенные испытания.Ванна, похожая на спальню Дракулы или капсулу для межзвездного полёта — это испытательный стенд.
В ванну укладывают испытываемый сегмент зеркала, устанавливают датчики, и заливают жидким азотом. Затем измеряют насколько изменилась форма сегмента под действием холода.
«Миллиметрона» придется подождать. Официальный срок запуска намечен на 2029 год. Сегодня ещё не завершены испытания композитных сегментов зеркала. Водородная ступень для ракеты «Ангара-А5В» ещё не создана, и не готов стартовый стол на Восточном. Но один из самых сложных этапов в создании телескопа — технология производства зеркала — уже в процессе освоения, со вполне наглядными результатами. Все ситалловые основы уже пришли из Лыткарино, и после готовности технологии можно налаживать производство всех 96 сегментов.
