Как фотографировали на большие телескопы?

[CyberManiac]

О, кстати, хоть и оффтоп, расскажите, а как наблюдают на таких телескопах? Какие окуляры? Из какого места?

Да там всё просто: вверху телескопа есть специальная будка типа скворечника. В полу той будки - дырка. Наблюдатель заходит в будку, смотрит в дырку, а в той дырке - главный фокус! Вот этот на фокус и наблюдатель и смотрит. Шутка, если кто не догадался.

А на самом деле в большие телескопы давно уже глазами никто не смотрит, раньше люди ещё ходили в главный фокус фотопластинки менять, а теперь - одна сплошная электроника. Гораздо интереснее вопрос, как большие зеркала чистят. Там ведь и пыль, и мухи, и всё, что угодно, а срок эксплуатации - десятилетия.

[leviathan]

Гораздо интереснее вопрос, как большие зеркала чистят. Там ведь и пыль, и мухи, и всё, что угодно, а срок эксплуатации - десятилетия.

Наш двухметровый и чистили недавно (я не поехал), потом всё-же переалюминировали когда модернизировали. Несколько человек без проблем в полный рост в трубу помещаются.

[kramvalera]

интересно, а где нибудь выставлены на всеобщее обозрение какие нибудь старые ненужные фотопластинки, сделанные на 6-ти метровом телескопе, чтобы самому в лупу посмотреть.
На севере Парижа, например, есть что то типа большого музея по технике, кажется Ситэ называется, где есть пластинки 10х15, сделанные на 5-ти метровом паломарском телескопе. Там они в барабан укреплены и имеется подвижная лупа, куда каждый желающий может смотреть, и я сам убедился, посмотрев снимки, что размеры слабых звезд очень малы - 0,1 мм где то, а мелких галактик, размером около 1 мм, просто не пересчитать.

[CyberManiac]

Гораздо интереснее вопрос, как большие зеркала чистят. Там ведь и пыль, и мухи, и всё, что угодно, а срок эксплуатации - десятилетия.

Наш двухметровый и чистили недавно (я не поехал), потом всё-же переалюминировали когда модернизировали.

Два метра всё-таки не те масштабы, с него пыль смахнуть можно без особых ухищрений. Вот для четырёх-пяти и далее метров задача становится уже куда менее тривиальной с инженерной точки зрения.

Несколько человек без проблем в полный рост в трубу помещаются.

Ну они же туда теоретически помещаются, а не реально на зеркале в сапогах стоят :-)

[Pluto]

Чистка главного 8.2-метрового зеркала телескопа ALMA. Поверхность зеркала настолько деликатна, что обычные чистящие средства не подходят. Для чистки используют «снег» из двуокиси углерода. Крошечные «снежинки» имеют температуру минус 80 градусов Цельсия, когда они соприкасаются с зеркалом.

Источник: http://www.vitrinagoroda.by/1048108510901077108810771089108510861077-1074-1084108010881077

[esemenko]

А можно полюбопытствовать, откуда такие цифры, что за оценки? Вы хотите сказать, что в более чем половине наблюдательных ночей размер звезды (FWHM) при длительной экспозиции менее 1.5", а нередко бывает менее 1"? А можно пример таких изображений?
Или это "глазомерные оценки"?
Когда я работал на Майданаке, получить фото (ще фото было) на Литовском метре с FWHM менее 1" было бОООльшой удачей...
С уважением, Мирали

Цифры и оценки берутся из аппроксимации профиля звезды. За оценки FWHM на SCORPIO в режиме прямых снимков точно не могу сказать про время интегрирования таких "оценочных" изображений. Я -- спектроскопист, а мы оценки делаем по сечению спектра либо по изображению звезды на камере подсмотра щели. Оценка качества изображения не является "мгновенной", но время все равно крайне ограничено. По хорошему, использовать FWHM для оценки качества атмосферы по итоговому снимку неправильно, т.к. вклад в него вносит множество факторов. Причем инструментальный вклад в такой оценке может доминировать. Обычно 2-3 секунд экспозиции более-менее достаточно. Спекл-интерферометристы могут оценивать качество атмосферы еще более точно. В случае БТА, в качество изображений вносит сильные поправки главное зеркало из-за его сильной температурной инерции. В итоге, на БТА FWHM изображений может оказаться 3", а на соседнем Цейссе -- раза в два лучше. То есть в таких оценках стабильности атмосферы необходимо учитывать свойства самого телескопа. Это не ясные ночи считать.

[esemenko]

О, кстати, хоть и оффтоп, расскажите, а как наблюдают на таких телескопах? Какие окуляры? Из какого места? Или с монитора просто?

Конечно, наблюдать на БТА глазом никто не будет. В фотографическую эпоху наблюдатели действительно "визуалили", когда надо было удерживать изображение от смаза. Наблюдатели располагались в кабине первичного фокуса (диаметр около 1.8 м) или в стойке одного из фокусов Нэсмита. В зависимости от режима наблюдений. Последний раз наблюдения в таком режиме выполнялись где-то в 1992-93 гг.

Сейчас все эти функции выполняют автогиды нескольких уровней. Первый уровень -- плоско-параллельная подвижная пластинка или локальный корректор. Второй уровень -- автогид самого телескопа. Последний отрабатывает только после выбора запаса хода локального корректора. Был одно время разговор о внедрении полноценной системы активной оптики в виде деформируемого третичного зеркала (работа в фокусах Нэсмита), но из-за стоимости пришлось отказаться (возможно, что навсегда). Информация собирается на компьютеры, которые размещены либо на самом телескопе, либо в помещениях башни БТА. Комнаты для наблюдений (аппаратные), как правило, расположены внизу в поселке (~6 км по прямой). Мы же, звездники-спектроскописты ведем наблюдения из штатной аппаратной внутри башни телескопа. Уровень автоматизации спектральной аппаратуры нам пока не позволяет полностью "съехать" вниз.

[esemenko]

А можно услышать Ваше мнение, какого ИМЕННО штатного оборудования не хватило на БТА в семидесятые-восьмидесятые годы (скажем до 1991, до момента распада СССР) для конкуренции на равных с Хейлом? Фотопластинок? Спектрографов? Электрофотометров? Что такое было на 200-метровике, чего не было (или было плохого качества) на БТА?

С набором штатного оборудования (конфигурацией) все было более-менее нормально. Тем более, сложно сказать, чего раньше не хватало. Я хоть и знаю историю телескопа, и достаточно много общаюсь с представителями того поколения наблюдателей, но ответить более детально на этот вопрос не могу. Серьезная проблема была низком качестве приборов. В качестве примера. Полная эффективность (DQE) спектрографа ОЗСП, даже с последней ПЗС-системой на  E2V 42-90, все равно менее 1%. И это с самой эффективной камерой №2. Остальные приборы были недалеко впереди. Тем более, что с течением времени промышленность больше ничего для оснащения телескопа так и не производила. Все приборы создавались силами сотрудников обсерватории. Часто "консервно-баночными" методами. В итоге, даже последнее поколение приборов далеко от идеала. Кроме, пожалуй, SCORPIO-II.

[Mirali]

Евгений, спасибо за ответы, удачи в работе!
Модераторам - может, все-таки, перенести тему?
С уважением, Мирали

[esemenko]

Зеркало на БТА моется один раз в год раствором со специальным составом. До тех технологий, которые применяются на других современных телескопах, нам во многом далеко. На зеркало никто конечно же не становится, все процедуры совершаются со специальной скамьи. Примерно раз в десят лет на зеркале меняется алюминий. Камера для вакуумного алюминирования (ВУАЗ-6) находится в башне телескопа с выходом в подкупольное пространство.

[Алексей Юдин]

Полная эффективность (DQE) спектрографа ОЗСП, даже с последней ПЗС-системой на  E2V 42-90, все равно менее 1%. И это с самой эффективной камерой №2. Остальные приборы были недалеко впереди.

А какие слабые звенья и каковы параметры лучших аналогов? Что мешает покомпонентной модернизации?

[dont_panic]

Чистка главного 8.2-метрового зеркала телескопа ALMA. Поверхность зеркала настолько деликатна, что обычные чистящие средства не подходят. Для чистки используют «снег» из двуокиси углерода. Крошечные «снежинки» имеют температуру минус 80 градусов Цельсия, когда они соприкасаются с зеркалом.

Источник: http://www.vitrinagoroda.by/1048108510901077108810771089108510861077-1074-1084108010881077

Альма это atacama large millimeter array - комплекс радиотелескопов. Это, конечно, про один из телескопов VLT

[krussh]

Пример картинки с БТА. FWHM звезд 1.8 секунды.

Полная эффективность (DQE) спектрографа ОЗСП, даже с последней ПЗС-системой на  E2V 42-90, все равно менее 1%. И это с самой эффективной камерой №2. Остальные приборы были недалеко впереди.

А какие слабые звенья и каковы параметры лучших аналогов? Что мешает покомпонентной модернизации?

Лучшие аналоги упомянутого ОЗСП имеют эффективность ~10%.
Покомпонентная модернизация малоэффективна.

[leviathan]

Каково проницание при таких выдержках ?

[krussh]

20-21 величина на уровне 5-10 сигма за 20 секунд экспозиции.
зависит от качества изображения.

[leviathan]

Спасибо. Это конечно здорово !

[esemenko]

А какие слабые звенья и каковы параметры лучших аналогов? Что мешает покомпонентной модернизации?

Слабых звеньев много. В первую очередь приходит на ум качество отражающего слоя главного зеркала (там реально жуть) и отсутствие просветляющего покрытия практически на всех элементах спектрографа. С первым нужно бороться улучшением качества покрытия в ВУАЗ-6. Эти работы вроде как ведутся. С просветлением проблема сложнее. Во-первых, все звездные спектрографы БТА оснащены кварцевой оптикой и могут работать начиная с 300 нм. Спектрограф высокого разрешения так и используется время от времени. Эффективных покрытий для настолько широкого диапазона у нас никто не наносит. Можно было бы ограничиться улучшением только одного спектрографа (у НЭС и ОЗСП общая предщелевая часть). И вот тут вторая проблема -- стоимость покрытия. У нас один только корректор камеры Шмидта-Ньютона имеет диаметр более 300 мм.

Лучшие спектрографы обычно имеют эффективность на уровне 15-20% без учета питающей оптики (телескоп + входной тракт до щели). Полная эффективность будет, понятное дело, меньше. Что касается ОЗСП, то его теоретическая эффективность DQE должна быть около 3-5%. По факту имеем почти на порядок меньше. И в целом, классическая спектроскопия на больших телескопах -- серьезная проблема. Из-за масштаба изображения обычно очень большие потери света на щели (спасают слайсеры или резатели изображения), серьезные проблемы с согласованием светосилы телескопа и спектрографа. В общем, если для телескопа реализовать спектрограф с разрешением l/dl = 50000 легко, что для телескопов-гигантов -- это крайне дорогое удовольствие, сложно реализуемое на практике.

[Алексей Юдин]

Какие проблемы с просветлением 300 мм? Такую мелкоту много где можно нанести. Да и адаптивку давно бы сделали, чтобы звезду ужать, благо для однообъектника она простенькая. Такое впечатление, что народ у вас совсем не шевелится. Сложите зарплату сотрудников и умножьте хотя бы её на прирост эффективности вдвое - и просветление и адаптивка покажутся по стоимости смешными. Особенно если делать всё цивилизованными методами - слить деньги и заказать работу за нал.

[esemenko]

Какие проблемы с просветлением 300 мм? Такую мелкоту много где можно нанести.

Проблема не в размере. Проблема в эффективности покрытия в слишком широком диапазоне длин волн. А хорошее покрытие для таких пластин стоит не дешево.

Да и адаптивку давно бы сделали, чтобы звезду ужать, благо для однообъектника она простенькая.

О локальном корректоре я ужа писал выше: давно и успешно используется. Но одно дело -- удерживать, а другое -- изображение звезды в 1.5" пропустить через щель размером 0.5".

Такое впечатление, что народ у вас совсем не шевелится.

Увы, это тоже имеется. Одна эпопея с автоматизацией всех устройств фокуса Н2 уже лет 15 тянется, хотя там для энтузиастов-электронщиков работы на год с натяжкой.

Сложите зарплату сотрудников и умножьте хотя бы её на прирост эффективности вдвое - и просветление и адаптивка покажутся по стоимости смешными. Особенно если делать всё цивилизованными методами - слить деньги и заказать работу за нал.

Не все так просто. У нас весь бюджет обсерватории около 300 млн. руб. при количестве сотрудников чуть более 400. С учетом зарплаты и налогов, на поддержку инструментов почти ничего нет. Надбавки к зарплате у нас, по большому счету, имеются только при наличии грантов. Да, и вариант с наличкой не пройдет. Перевести что-то в наличные средства -- всегда +30.2% суммы на страховые поборы. Вот и крутимся, как можем.

[Алексей Юдин]

О локальном корректоре я ужа писал выше: давно и успешно используется. Но одно дело -- удерживать, а другое -- изображение звезды в 1.5" пропустить через щель размером 0.5".

Речь, естественно, об адаптивке, а не о типтилте. Лазерная звезда вам никаких проблем не доставит - и контора бегемотная, и соседи все лазерами светят.
В плане покрытия эффективность не столь важна - всё равно 0.98-0.99 в десятой а тем более двадцатой степени это куда лучше чем 0.96 в ней же.

Обналичку в лоб я, естественно, в виду не имел!