Эта статья – открытие блока о телескопах разных поколений.
✅ Телескопы первого поколения
☑️ Телескопы второго поколения
☑️ Телескопы третьего и четвертого поколения
К середине позапрошлого века царем горы был фраунгоферов рефрактор. Дорогой, точный, с изящным часовым механизмом. Сядешь у окуляра такого — и звезда послушно висит в перекрестии, никуда не убегает. Красота! Но те, кто не просто любовался, а пытал Вселенную вопросами, уже тогда начинали морщиться. Проблема была даже не в трёх камнях, на которых рефракторы и споткнулись, а в том, что эти камни оказались под водой.
Первое — хроматизм. Эта радужная кайма вокруг ярких звёзд. Фраунгофер в своё время здорово её приглушил, но с приходом фотографии всё пошло наперекосяк. Стеклянные пластинки той поры больше реагировали на фиолетовый и ультрафиолетовый спектр, а ту область, для которой «ахроматы» были вылизаны до идеала, игнорировали напрочь. Телескоп, настроенный глазом, для фотопластинки был слеповат. Пришлось астрономам идти на хитрость и строить «сиамских близнецов»: две трубы на одной монтировке — одна для глаза, другая для фотографии. Астрографы. Дорого и сложно, но эффективно.
Второе — вес. Тяжелый объектив нужно как-то поддерживать, и подпереть его спереди, чтобы он не "клевал" под собственной тяжестью, как ни крути, нельзя. А зеркало — можно. Точнее, и не нужно, ведь центр тяжести смещен к основанию трубы. И эта, казалось бы, инженерная мелочь поставила жирный крест на рефракторах-гигантах. Метровый объектив стал их потолком.
Развитие химической промышленности и инженерного дела принесли свои плоды. Немец Либих придумал, как осаждать серебро на стекло. Вместо того чтобы мучиться с бронзовыми или металлическими зеркалами, которые тускнели и царапались, можно было взять стекло, отполировать его до немыслимой гладкости и покрыть тончайшей плёнкой серебра. Стеклянные заготовки были легче, его проще отливать. Француз Фуко (тот самый, что с маятником) подарил нам метод ножа. Если поместить точечный источник света в центр кривизны сферической поверхности и перекрыть сходящиеся лучи лезвием точно в фокусе, то идеально правильное зеркало погаснет равномерно и мгновенно, но стоит появиться малейшей ямке или бугорку — и на его поверхности проступит рельеф из теней, который как топографическая карта укажет оптику, где нужно снимать стекло, а где оставить, позволяя довести поверхность до совершенства в пределах долей длины световой волны. Фуко не просто предложил метод, он доказал его делом, построив два 80-сантиметровых рефлектора. Труба всего 3 метра, а мощность — как у хорошего рефрактора. Фраунгоферовскому детищу нашли замену.
Америка быстро смекнула, где собака зарыта. Сначала 1,5-метровый телескоп Хейла на Маунт-Вилсон (Калифорния). Главным там был Джордж Ричи — человек-оркестр, гениальный конструктор и наблюдатель. Он придумал, как бороться с температурными деформациями зеркала, как сделать часовой механизм плавным, как двигать кассету с фотопластинкой, чтобы компенсировать ошибки гидирования. Выдержки доходили до 20 часов! Это сейчас нам помогает софт, а тогда пластинка лежала в кассете сутками. Днём её прятали в темноту, ночью снова открывали затвор. И снимки, которые он получал, до сих пор печатают в учебниках — эталон чёткости.
А потом был 1918 год и 2,5-метровый гигант. Осенью 1923 года Эдвин Хаббл садиться за 100-дюймовый телескоп Хукера. Он наводит его на туманность Андромеды и начинает искать вспышки новых звёзд. И находит одну, вторую, третью... А потом понимает: это не новые, это цефеиды. Звёзды, которые пульсируют, и по периоду пульсации можно узнать их истинную яркость, а значит — расстояние.
Тогда он понял, те звезды, та галактика, на которую он смотрит, она не часть Млечного Пути. Она далеко за его пределами. Она такая же огромная, как наша родная. Мир в тот миг стал бесконечно больше. А Эдвин Хаббл положил начало современной космологии.
Эти инструменты — 1,5 и 2,5-метровые ветераны — пахали десятилетиями. Они открыли нам расширение Вселенной (по красному смешению тех самых галактик), изучили кучу туманностей. Сейчас они выведены из игры, и причина банальна — Лос-Анджелес разросся и засветил небо настолько, что ловить там уже нечего. Но они стоят, как памятники эпохе великих открывателей.
Чем же они были примечательны, эти «первенцы»? Если коротко:
- Зеркала. Главное зеркало — парабола. Стекло было обычным, с высоким тепловым расширением. Чтобы оно не «плыло» от малейшего перепада температуры, их делали массивными.
- Труба-монолит. Их трубы напоминали броненосцы. Делали их жесткими, прочными, чтобы никакая деформация не сбило юстировку зеркал. Это прибавляло тонн веса, но гарантировало, что оптика будет стоять надежно.
- Ртутная ванна. Чтобы повернуть эту махину, подшипники делали хитрыми. На первых моделях телескоп почти плавал. Представьте: ось телескопа опирается на площадку-поплавок, погруженный в ванну с ртутью. Тяжеленная конструкция поворачивается усилием пальца.
Глядя на них сейчас, они кажутся неуклюжими, громоздкими. Но они невероятно расширили наш мир. Без них не было бы ни БТА, ни «Хаббла», ни обсерватории Веры Рубин, и нашего сегодняшнего понимания, что мы живём в бескрайнем море, полном таких же островов, как наш родной дом.