Зеркало для БТА, или Переполировать заново

Накануне в поселок Нижний Архыз в Карачаево-Черкесии было доставлено из подмосковного Лыткарино обновленное 6-метровое зеркало для Большого азимутального телескопа. Сегодня 40-тонное монолитное зеркало уже подняли на гору Семиродники, где установлен телескоп. Замена зеркала назначена на май этого года. О том, какую функцию выполняет главное зеркало БТА, зачем его понадобилось обновлять и каким был этот процесс, редакция N + 1 попросила рассказать ведущего сотрудника САО РАН доктора физико-математических наук Алексея Моисеева.

История с главными зеркалами Большого азимутального телескопа (БТА) несколько запутана, поэтому начнем по порядку.

Прежде всего, вогнутое зеркало называют «главным», так как именно оно является объективом телескопа — собирает свет и строит изображение в своем фокусе. Чем оно больше, тем более тусклые объекты можно наблюдать. Большая часть наблюдений на БТА проводится прямо в фокусе этого зеркала, но есть и другие зеркала (вторичное, диагональные и другие), перебрасывающие свет к приемной аппаратуре, установленной в других местах.

Первая попытка изготовить зеркало на Лыткаринском заводе оптического стекла (ЛЗОС) окончилась неудачно — остывающая после отливки заготовка треснула. И не удивительно, так как не только у советской промышленности, но и в мире не было опыта отливки столь больших зеркал.

Вторая попытка была удачнее, отполированное зеркало (N1) отправилось на телескоп. В конце декабря 1975 года БТА был принят в эксплуатацию и до 1993 года оставался крупнейшим в мире. Однако поверхность зеркала оказалась с крупными дефектами (располировками), и, чтобы они не портили изображений, их прикрывали экранами. Ситуацию удалось исправить, установив в 1979 году новое зеркало лучшего качества (N2). С ним мы и работаем до сих пор.

Отражающий алюминиевый слой со временем тускнеет, его надо периодически наносить заново. Вакуумная установка для этой цели смонтирована прямо под куполом телескопа. Но, как позже выяснилось, этой процедурой занимались слишком часто (раз в несколько лет) — смывание предыдущего слоя приводило к постепенной деградации поверхности стекла, оно коробилось. Измерения после алюминирования в 1995 году показали, что износ поверхности скоро станет столь существенным, что будет заметно портить наблюдаемую в телескоп картину.

Процедуру нанесения отражающего слоя стали делать реже — раз в десять лет, но проблема осталась: зеркало требовало если не полной замены, то серьезной переполировки заново. Чтобы не останавливать наблюдения, было решено довести до требуемого качества старое зеркало N1, хранившееся в контейнере рядом с башней телескопа. В 2007 году его отвезли обратно в ЛЗОС.

С зеркала был убран верхний дефектный слой, оно было отполировано заново. К сожалению, из-за недостатка финансирования работа растянулась надолго, сроки неоднократно переносились. И вот 13 февраля контейнер с обновленным зеркалом N1 прибыл в поселок Нижний Архыз, где находится Специальная астрофизическая обсерватория. Сегодня днем, 14 февраля, его доставили вверх по 16-километровому горному серпантину к телескопу, который будет с мая остановлен для смены главного зеркала и последующей отладки.

Интересно, что если ранее зеркала возили речным путем до Ростова-на-Дону и лишь потом перекладывали на «колеса», то сейчас трейлеры довезли его из Подмосковья менее чем за неделю. Предстоит много сложной работы, так как зеркала неэквивалентны, новое стало чуть легче, хотя все равно остается самым тяжелым из монолитных зеркал (около 40 тонн). Полировка, по прошествии лет, проводилась в оправе, отличной от той, что стоит на телескопе, и это тоже создаст дополнительные проблемы. Но мы надеемся на лучшее.

Хотя ученые не ожидают, что от замены зеркала произойдет сильное улучшение качества изображений (по оценкам оно составит около 30%), главное — это кардинальное продление срока службы самого большого в России и Евразии оптического телескопа.