Stavba největšího dalekohledu všech dob začíná

Petr Kubala  |  Vesmír
Large Binocular Telescope. Zdroj: NASA

Žádné přidání metru či dvou k velikosti stávajících zrcadel. Nový evropský dalekohled bude obrovským skokem vpřed ve výzkumu vesmíru.

Největším celistvým dalekohledem dneška je Gran Telescopio Canarias (Velký Kanárský dalekohled) o průměru 10,4 m, který provozují Španělsko (90%), Mexiko (5%) a USA (5%) na ostrově La Palma.

V posledních letech jsme si ovšem zvykli na stavby interferometrů, kdy dva a více dalekohledů dokáže pracovat společně. Největším příkladem je vlajková loď Evropské jižní observatoře Very Large Telescope (VLT). Na hoře Cerro Paranal v chilské poušti Atacama nalezneme čtveřici 8,2 m dalekohledů, které doplňuje několik menších o průměru 1,8 m. Pokud přístrojem PIONIER (který teprve začíná fungovat) zkombinujeme světlo ze všech čtyř dalekohledů dohromady, odpovídá to ekvivalentu dalekohledu o průměru 16 m.

Za zmínku stojí i Large Binocular Telescope v Arizoně. Dvojce zrcadel o průměru 8,4 m vytváří dalekohled o ekvivalentu 11,9 m.

Veškeré toto astronomické nádobíčko ovšem hravě strčí do kapsy dalekohled, o kterém se mluví jen a pouze v superlativech. Vzhledem k tomu, že současná evropská továrna na vědu nese ve svém názvu „Velmi velký dalekohled“ (VLT), jeho nástupce byl pokřtěn označením Evropský extrémně velký dalekohled (E-ELT).

Evropský extrémně velký dalekohled

E-ELT má disponovat primárním zrcadlem o průměru 39,3 metrů a celkové ploše 978 m2. Průměr je asi o 3 m menší, než předpokládal původní návrh a to z důvodu jednoduššího technického řešení stavby a tedy i nižšího rozpočtu. Dalekohled má být schopen „pojmout“ 15× více světla než největší současné dalekohledy.

Kresba dalekohledu E-ELT. Credit: ESO/L. Calçada
Kresba dalekohledu E-ELT. Credit: ESO/L. Calçada

Sekundární zrcadlo (M2) bude dosahovat průměru 4,2 m. Od něj se paprsek odrazí do třetího zrcadla (M3) o průměru 3,8 m, který ho pošle do systému adaptivní optiky, jenž tvoří další zrcadlo (M4) o velikosti 2380×2340 mm. Konečnou korekci obrazu obstará poslední zrcadlo (M5). Podrobné schéma optiky dalekohledu najdete na stránkách ESO.

Digitálně simulovaný projekt E-ELT:

Aktivní a adaptivní optika

Jak je u velkých dalekohledů dneška zvykem, E-ELT bude vybaven aktivní i adaptivní optikou. O co jde? Aktivní optika bude nainstalována na primárním zrcadle. To není vyrobeno z jednoho kusu ale z téměř 1000 hexagonálních segmentů o velikosti 1,45 m ale tloušťce jen 5 cm. Pod zrcadly bude na 6000 čidel a 3000 akčních členů, kteří mohou jednotlivé segmenty naklonit v libovolném směru o 3°. Díky tomu lze až 1000× za sekundu měnit tvar celého zrcadla a korigovat tak výrobní nepřesnosti, tepelnou roztažnost apod. To vše samozřejmě za obrovských nároků na výpočetní techniku.

Adaptivní optika E-ELT v akci (kresba). Credit: ESO/L. Calçada
Adaptivní optika E-ELT v akci (kresba). Credit: ESO/L. Calçada

Adaptivní optika řeší jiný problém – atmosféru. Ta nás sice chrání před škodlivým zářením z vesmíru, ale astronomové by dali cokoliv za to, aby ji mohli vypnout nebo alespoň minimalizovat její vliv na astronomická pozorování. Adaptivní optika něco podobného skutečně dokáže a to zejména v oblasti blízkého infračerveného záření. Systém sleduje na obloze vybranou hvězdu, podle které zjistí aktuální stav atmosféry. Výpočetní technika následně vyšle příkaz k deformaci zrcadla (obvykle sekundárního) a to mnohosetkrát za jedinou sekundu. Adaptivní optika vlastně nedělá nic jiného, než že neustále sleduje veškerá zkreslení vlnoplochy a poté vloží světlu do cesty zkreslení přesně opačná.

Problémem ovšem je, že jasná hvězda nemusí být v blízkosti zorného pole k dispozici. Proto si astronomové utváří umělou hvězdu pomoci laserového paprsku o vlnové délce 589 nm, který nabudí atomy sodíku ve výšce kolem 90 km. Využití umělé hvězdy musí probíhat vždy v koordinaci s řízením letového provozu, jedná se totiž o podstatně výkonnější hračku (cca 20 W), než známý „zelený laser“, kterým někteří výrostci ohrožují dopravní letadla poblíž letišť. Jak vypadá takový laser budoucí generace, se můžete podívat na tomto obrázku.

E-ELT bude mít adaptivní optiku instalovanou na zrcadle M4 a místo jednoho laserového paprsku hned čtyři.

Adaptivní optika VLT v akci. Credit: ESO/Yuri Beletsky
Adaptivní optika VLT v akci. Credit: ESO/Yuri Beletsky

Stavba začíná, Češi souhlasili

Stavba E-ELT by měla začít už příští rok na hoře Cerro Armazones, která je na dohled z Paranalu, na němž je umístěn VLT. Evropská jižní observatoř před pár dny schválila patřičné navýšení rozpočtu. Mezi prvními třemi členskými státy, které navýšení odsouhlasily, byla Česká republika. Celý projekt by měl ve finále stát 1,082 miliard euro a měl by být dokončen někdy kolem roku 2022. V první fázi by mělo dojít ke stavbě přístupových komunikací a také zahájení výroby zmíněného zrcadla M4.

Jeden z pomocných dalekohledů VLT. V pozadí je vidět Cerro Armazones, na jehož vrcholu bude postaven E-ELT. Credit: ESO/G. Lombardi
Jeden z pomocných dalekohledů VLT. V pozadí je vidět Cerro Armazones, na jehož vrcholu bude postaven E-ELT. Credit: ESO/G. Lombardi

Další informace:

Nejčtenější