Создатели гигантских телескопов

3 июня 2010 г. стали известны очередные лауреаты премии Кавли. В области нанонаук это Дональд Эйглер (Donald M. Eigler) и Надриан Симэн (Nadrian Seeman), в области нейронаук - Томас Зюдхоф (Thomas Südhof), Ричард Шеллер (Richard Scheller) и Джеймс Ротмэн (James Rothman), — все они работают сейчас в США. Среди астрофизиков лауреатами были названы двое американцев и один европеец — Джерри Нельсон (Jerry Nelson), Рэй Вилсон (Ray Wilson) и Роджер Энджел (Roger Angel). О том, что сделано в области наук о мозге, читайте заметку Михаила Бурцева, а о том, чем прославилась последняя троица, рассказывает Сергей Попов.

Премия Кавли была учреждена совсем недавно (см. www.kavliprize.no). Она присуждается раз в два года в трех областях, которые сейчас бурно развиваются, но которые сами по себе не включены в «нобелевский список наук» (конечно, нанонауки и астрофизика формально входят в физику, а нейронауки — в раздел «медицина и физиология», но этого явно недостаточно для того, чтобы отметить все выдающиеся работы). В этом году премия Кавли присуждалась во второй раз.

В 2008 г. среди астрофизиков ее получили Мартин Шмидт и Дональд Линден-Белл — за исследования квазаров. Ну а в этот раз все известные мне попытки угадать лауреатов провалились. Почему же это произошло?

Астрономия — наука наблюдательная. Ее прогресс в основном связан с развитием наблюдательной техники: удается строить всё более крупные инструменты со всё более совершенными детекторами. Поэтому важно знать и помнить не только о тех, кто делает открытия, но и о тех, кто обеспечивает эту возможность. Тем не менее, премии их часто обходят. Поэтому предсказать вручение премии Кавли за развитие технологий создания телескопов было трудно.

Роджер Энджел смог разработать технологию создания дешевых легких зеркал, состоящих, как соты, из шестиугольных фрагментов. Это открыло путь к созданию гигантских телескопов. Начав с Многозеркального телескопа MMT (Multi-Mirror Telescope) с диаметром зеркала 6,5 м, Энджел впоследствии спроектировал такие гиганты, как Большой бинокулярный телескоп (Large Binocular Telescope, LBT, см. самое верхнее фото) и двойной телескоп «Магеллан» с зеркалами по 6,5 м. А сейчас заканчивается создание очень перспективного 8,4-метрового Большого синоптического телескопа (Large Synoptic Survey Telescope, LSST). Эти телескопы обладают большим полем зрения, что важно для ряда задач, связанных с обзорами.

Рэй Вилсон «пошел другим путем». Вместо создания единого жесткого зеркала он предложил делать его тонким, состоящим из отдельных фрагментов, каждый из которых управляется компьютером (телескоп с активной оптикой, не путать с адаптивной оптикой!). В результате зеркало «дышит», подстраиваясь под текущие условия, чтобы дать в итоге идеальное изображение. После того, как идея была опробована в конце 80-х годов на европейском 3,5-метровом NTT (New Technology Telescope), ее использовали на более крупных инструментах, включая Очень большой телескоп VLT (Very Large Telescope, комплекс из 4 отдельных 8,2-метровых оптических телескопов, см. среднее фото), Gemini и Subaru.

Джерри Нельсон — создатель самых больших на сегодняшний день телескопов — телескопов Кека (W. M. Keck Observatory, см. нижнее фото), телескопа Хобби-Эберли (Hobby-Eberly Telescope), Большого Канарского телескопа и Большого Южноафриканского телескопа. Это 10-метровые гиганты, чьи зеркала состоят из шестиугольных сегментов сложной формы поверхности. Но и это не всё. Сейчас строятся телескопы с диаметром зеркал 30-40 м. Там используется та же технология.

Таким образом, весь прогресс современной оптической астрономии (исключая, пожалуй, лишь Космический телескоп имени Хаббла) связан с троицей, получившей премию Кавли 2010 года.