Astronet > Forumy > Obsuzhdenie publikacii Astroneta > Re[10]: Kosmicheskii teleskop "Habbl"

scientific.ru · 19.06.1995 23:03

"Habbl" - eto teleskop-reflektor (vposledstvii budem upotreblyat' ego imya bez kavychek) s zerkalom diametrom 2.4 m. - po zemnym ponyatiyam nemalen'kii, no na zemle uzhe est' teleskopy s zerkalami diametrom do 10 m (naprimer, Keck1 i Keck2). Im, tem ne menee daleko do Habbla.
>> Prochitat' stat'yu

R. G. Chertanov · 29.06.2007 14:54

(DmitriiDocenko)

1) Vy uvereny, chto snimki v ul'trafioletovom diapazone budut beznadezhno isporcheny (a ne prosto priobretut to zhe uglovoe razreshenie, chto i infrakrasnye), pri prochih ravnyh usloviyah (kachestvo i razmer zerkala, vibraciya, tochnost' pozicionirovaniya i gidirovaniya)? Ul'trafiolet v dannom sluchae ved' nichego ne uhudshaet. Poluchitsya snimok, shodnyi po kachestvu s infrakrasnym ili vidimym izlucheniem: sam po sebe ul'trafiolet ne yavlyaetsya uhudshayushim snimok faktorom. To est', na podobnyi Sofii samolet (ili podobnyi Blastu vozdushnyi shar) vpolne mogli by ustanovit' i ul'trafioletovyi priemnik, i priemnik vidimogo diapazona. I my by togda sravnili, chto pokazyvaet Habbl, i chto pokazyvayut eti ustroistva. Kstati, ya vstrechal infu pro 4-metrovyi samoletnyi teleskop EKA - nichego pro nego ne slyshno?

2) Poisk nahodit svedeniya imenno pro polnoe gashenie vibracii (kotoroi, okazyvaetsya, i na sputnike hvataet).

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/211/14.shtml
Apparatura VISS yavlyaetsya eksperimental'noi polnost'yu zamknutoi precizionnoi sistemoi, rabota kotoroi ne zavisit ot drugih ustroistv. Ona prednaznachena dlya obespecheniya uslovii raboty chuvstvitel'nyh opticheskih priborov putem polnogo gasheniya vibracionnyh vozmushenii. VISS predstavlyaet soboi platformu, smontirovannuyu na bazovom bloke KA na shesti dempferah, razmeshennyh v vershinah pravil'nogo shestiugol'nika (t.n. platforma Styuarta). Takaya konstrukciya pozvolyaet obespechit':
polnuyu izolyaciyu (po vsem shesti stepenyam svobody) platformy s chuvstvitel'noi apparaturoi ot vibracionnyh vozmushenii, sozdavaemyh kosmicheskim apparatom;
podavlenie vibracii, vyzyvaemoi rabotoi otdel'nyh elementov chuvstvitel'noi apparatury (naprimer, kriogennym ohladitelem IKpriemnikov);
plavnoe upravlenie razvorotom vokrug lyuboi iz treh osei vrasheniya.
Planiruetsya, chto v hode eksperimenta VISS obespechit izolyaciyu i gashenie vibracionnyh vozmushenii s urovnem bolee
20 dB, a takzhe plavnost' razvorota 0.3 s chastotoi 2 Gc.

Mne ponravilas' stat'ya pro gashenie vibracii:
http://physics.nad.ru/Physics/Cyrillic/spri_txt.htm

3) Pri kopirovanii izdelii rezko snizhaetsya ih sebestoimost' Privedu primer Apollona - 7 mlrd za pervyi obrazec i 0,4 mlrd - za posleduyushie.

http://moon.thelook.ru/book/15.htm
Soglasno dannym NASA, zatraty na programmu "Apollon" sostavili 20-25 milliardov dollarov [21,25]. Izvestno, chto pri razrabotke novyh tehnologii ili izdelii pervye obrazcy stoyat dorogo, no stoimost' proizvodstva posleduyushih obrazcov nachinaet rezko snizhat'sya. Voz'mem tu zhe samuyu raketu Saturn-5. Ee razrabotka, a, znachit, i pervyi ekzemplyar stoili okolo 7 mlrd. $. No uzhe posleduyushie ekzemplyary stoili po 0,4 mlrd. za shtuku [22]. Povtoryat' vsegda deshevle.

Dmitrii Docenko · 2.07.2007 10:22

"Vy uvereny, chto snimki v ul'trafioletovom diapazone budut beznadezhno isporcheny (a ne prosto priobretut to zhe uglovoe razreshenie, chto i infrakrasnye), pri prochih ravnyh usloviyah"

Ne zabyvaite pro difrakciyu. Uglovoe razreshenie "Habbla" v UF v 5-10 raz luchshe, chem v IK.

"Kstati, ya vstrechal infu pro 4-metrovyi samoletnyi teleskop EKA - nichego pro nego ne slyshno?"

Ya ne slyshal.

"Planiruetsya, chto v hode eksperimenta VISS obespechit izolyaciyu i gashenie vibracionnyh vozmushenii s urovnem bolee 20 dB, a takzhe plavnost' razvorota 0.3 s chastotoi 2 Gc. "

Vot-vot. 20 dB = 100 raz. Ya ne znayu, kakomu drozhaniyu teleskopa eto sootvetstvuet pri (neizvestnom mne) spektre vibracii samoleta.

"Pri kopirovanii izdelii rezko snizhaetsya ih sebestoimost'"

Da.

R. G. Chertanov · 3.07.2007 15:54

>Ne zabyvaite pro difrakciyu. Uglovoe razreshenie "Habbla" v UF v 5-10 raz luchshe, chem v IK.

Esli nalozhit' vibraciyu na vidimyi svet i na IK, konechnyi rezul'tat-to v bolee korotkovolnovom uchastke budet ne huzhe, chem u IK, ne tak li. A dazhe luchshe, esli vibraciyu udaetsya effektivno gasit'. A sudya po nalichiyu v vozduhe Sofii, gasit' ee dlya zerkala diametrom 2,4 metra udaetsya vpolne effektivno.

To est', u nas est' uhudshayushii faktor A, i on nakladyvaetsya na pomehi B i b.
A - eto vibraciya, B i b - eto uhudshenie, vnosimoe dlinoi volny (v sluchae infrakrasnyh luchei - bol'shoe, v sluchae vidimyh luchei - pomen'she).
Snimki sdelannye s pomehami A i B (infrakrasnye) budut nu nikak ne luchshe, chem A i b (vidimye).

Poetomu NASA dolzhno ob'yasnit', pochemu u nih vidimye i ul'trafioletovye snimki ne takie horoshie po kachestvu, kak eto pozvolyaet zerkalo. I ono ob'yasnilo - tipa polomka vot tut u nas, doblestnye astronavty (v svoih perchatkah) chinili-chinili, no ul'trafiolet pri etom prishlos' isportit' okonchatel'no.

Vopros zapustit' vtoroi Habbl dazhe ne stavilsya. Poetomu i voznikayut somneniya, a ne s samoleta ili s shara li oni delayut svoi zamechatel'nye ne-ul'trafioletovye snimki... Shocked

Dmitrii Docenko · 14.07.2007 17:28

Uvazhaemyi R.G.!

U menya takoe vpechatlenie, chto vy ili ne chitaete, ili ne vosprinimaete moi otvety.

a. Naschet vibracii i difrakcii. Razreshenie, opredelyaemoe vibraciei, ne zavisit ot dliny volny (vy sami pishete "ne huzhe, chem u IK"). Razreshenie, opredelyaemoe difrakciei, proporcional'no dline volny (ya uzhe pisal, "Uglovoe razreshenie "Habbla" v UF v 5-10 raz luchshe, chem v IK.").

V etom i delo. Esli vy optimiziruete teleskop pod IK, v UF razreshenie budet ne huzhe, no vryad li budet mnogo luchshe.

K tomu zhe atmosfera sovershenno neprozrachna okolo 100-150 nm, gde u Habbla est' kak minimum spektry (naprimer, http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/bib_query?2004ApJS..152...29P; eto nichem ne osobennaya stat'ya, prosto ya s nei rabotal). Eti spektry polucheny s shirinoi sheli 0."2, dlya zemnyh (i letayushih) teleskopov eto bessmyslenno, tak kak razreshenie teleskopa mnogo huzhe (men'she 0."5, naskol'ko ya znayu, nigde ne primenyaetsya). Esli vy nu sovsem ne verite, ya dayu ssylku na arhiv ishodnyh dannyh; posmotrite, prover'te: http://archive.stsci.edu/mastbibref.php?bibcode=2004ApJS..152...29P

Dalee. "A sudya po nalichiyu v vozduhe Sofii, gasit' ee dlya zerkala diametrom 2,4 metra udaetsya vpolne effektivno." Otvet'te, esli ne slozhno, mne na vopros: kakoe razreshenie SOFII na 300 nm? Ili na drugih dlinah voln v UF. Vse eti obshie slova vrode "vpolne effektivno" ochen' krasivy, no nichego ne dokazyvayut. Chisla dokazhut vse.

b. "Poetomu NASA dolzhno ob'yasnit', pochemu u nih vidimye i ul'trafioletovye snimki ne takie horoshie po kachestvu, kak eto pozvolyaet zerkalo."

Opustim vopros o tom, chto vam dolzhno NASA.

Snova, pohozhe, vy ne chitali moi otvety. Razreshenie u UF snimkov/spektrov otlichnoe. Effektivnost' malen'kaya. Ya pisal "Teleskop Habbla v UF diapazone ne tak uzh silen iz-za korrektiruyushego fil'tra", no ne poyasnil, chto eto otnositsya k chuvstvitel'nosti, a ne k razresheniyu.

Ya razveyal vashi somneniya?

R. G. Chertanov · 8.08.2007 3:15

Uvazhaemyi Dmitrii!

U menya ostalos' sleduyushee somnenie.

Ya ostavlyu obsuzhdenie pro vibraciyu, t.k. est' vozdushnyi shar BLAST s teleskopom primerno habblovskogo diametra. Nikakoi vibracii tam konechno net, i s nego mozhno delat' snimki, analogichnye po kachestvu snimkam Habbla (kstati Vy ne videli etih snimkov?). Za odnim isklyucheniem - atmosfera ne propuskaet ul'trafiolet.

Habbl zhe (kakoe sovpadenie) tozhe ne delaet normal'nye ul'trafioletovye snimki.

A vopros u menya naschet spektrov: deistvitel'no li dlya ih polucheniya neobhodimo zerkalo bol'shogo (240 sm) diametra, ili zhe mozhet byt' dostatochno i zerkala pomen'she (a mozhet byt' voobshe snimki spektra delayutsya nezavisimo ot glavnogo zerkala?).

Naprimer, ya poshel po rekomendovannoi Vami ssylke
http://archive.stsci.edu/mastbibref.php?bibcode=2004ApJS..152...29P
vybral pervyi popavshiisya spektr
http://archive.stsci.edu/cgi-bin/mastpreview?mission=hst&dataid=O4EC10010
Iz etoi ssylki sleduet, chto dlya polucheniya etogo grafika ispol'zuetsya instrument STIS. A kak etot STIS vyglyadit - eto sluchaino ne korobochka sverhu korpusa, kotoroi vovse ne nuzhno glavnoe zerkalo?
http://en.wikipedia.org/wiki/High_Resolution_Spectrograph
Eto byl predshestvennik STISa. Vot bolee tochnaya ssylka
http://www.spacetelescope.org/about/general/instruments/stis.html
Tam k sozhaleniyu neponyatno kak vyglyadit ustroistvo. Ego gabarity 2.2h0.9h0.9 m, 318 kg dostatochno skromnye.

To est', ul'trafioletovyh snimkov cherez glavnoe zerkalo Habbla vse-taki net (kakaya zhalost').
Poluchaetsya, chto tehnicheski 2,4-metrovoe zerkalo v kosmos mozhno i ne zapuskat', i ni odin astronom ne zametit podmeny?
Ili est' priznak, po kotoromu mozhno tochno skazat', chto takoe bol'shoe i po-svoemu unikal'noe zerkalo est' imenno na sputnike (a ne na samolete ili share)?

Dmitrii Docenko · 8.08.2007 12:57

Hm. Nu, ya dumal, vy znaete, kak poluchayutsya spektry. Seichas ob'yasnyu.

Ob'ektiv teleskopa formiruet izobrazhenie uchastka neba na fokal'noi ploskosti. V prosteishem sluchae tam mozhet stoyat' fotoplastinka ili PZS-matrica, ili zhe eto izobrazhenie astronom mozhet razglyadyvat' cherez lupu, kotoraya v dannom sluchae nazyvaetsya okulyarom. Uglovoe razreshenie v ideal'nom sluchae opredelyaetsya difrakciei.

Vmesto etogo fokal'nuyu ploskost' mozhno zakryt' neprozrachnoi plastinoi, ostaviv v nei tol'ko nebol'shuyu dyrku (obychno ispol'zuetsya shel', no ee mozhno predstavit', kak summu nakih dyrok). Za etoi dyrkoi stavyat dispergiruyushii element (prizmy, difrakcionnyyu reshetky, eshelett), posle kotorogo svet razdelyaetsya na spektr. Opticheskaya sistema snova sobiraet etot svet na sleduyushei fokal'noi ploskosti. Takim obrazom, iz tochki poluchetsya 1-mernyi spektr. Iz sheli, sootvetstvenno, poluchaetsya 2-mernyi spektr (napravlenie dispersii dolzhno byt' perpendikulyarno sheli).

Razmer sheli (v uglovyh edinicah) ne imeet smysla delat' men'she, chem razreshenie teleskopa - inache vy prosto teryaete signal bez uluchsheniya spektral'nogo kachestva. Takzhe ne imeet smysla delat' ego znachitel'no bol'she razresheniya - eto uhudshaet spektral'noe razreshenie, ne uvelichivaya signal (za isklyucheniem diffuznyh ob'ektov, no eto ne nash sluchai). Poetomu iz ispol'zuemogo razmera sheli mozhno neploho ocenit' uglovoe razreshenie instrumenta. Poschitaite, chemu sootvetstvuet 0.2".

Vse instrumenty ispol'zuyut glavnoe zerkalo, no sistema u nih priblizhena k modul'noi. Spektrometr STIS ispol'zuet na vhode kakoi-to iz fokusov opticheskoi sistemy, fizicheski on mozhet raspolagatsya nu pochti chto gde ugodno.

Sovmestim dve vashi citaty: "Habbl zhe <...> ne delaet normal'nye ul'trafioletovye snimki." i "atmosfera ne propuskaet ul'trafiolet." Nu i k chemu eto? K tomu, chto Habbl nahoditsya vne atmosfery?

"ul'trafioletovyh snimkov cherez glavnoe zerkalo Habbla vse-taki net (kakaya zhalost')." -- poprobuite vozderzhatsya ot prezhdevremennyh vyvodov i ne vydavaite zhelaemoe za deistvitel'noe. Wink

"Poluchaetsya, chto tehnicheski 2,4-metrovoe zerkalo v kosmos mozhno i ne zapuskat', i ni odin astronom ne zametit podmeny?" -- chitaite v predydushih otvetah; ya pisal, chto podmena budet zametna.

R. G. Chertanov · 8.08.2007 18:17

>Iz sheli, sootvetstvenno, poluchaetsya 2-mernyi spektr

Znachit li eto, chto znachitel'naya chast' ploshadi zerkala prosto ne ispol'zuetsya, t.k. zakryta shel'yu?

>Vse instrumenty ispol'zuyut glavnoe zerkalo

Pochemu zhe togda imenno dlya spektrometra ne proyavlyaetsya ta nepoladka, kotoraya yakoby meshaet Habblu delat' kachestvennye UF-snimki? Da i v pervyh postah Vy zhe pisali:

<i>"Teleskop Habbla v UF diapazone ne tak uzh silen iz-za korrektiruyushego fil'tra, kotoryi postavila pervaya obsluzhivayushaya missiya. V dalekom UF (okolo 100 nm) FUSE (s ego effektivnoi ploshad'yu v 10 sm^2 !) daet spektry sravnimogo kachestva"</i>.

To est', dlya polucheniya spektrov sravnimogo kachestva mozhno bylo by vzyat' zerkalo pomen'she i polegche, ne pravda li.

M. Yu. Yakimov · 8.08.2007 21:01

Habbl delaet snimki v ul'trafiolete i pokazal svoyu effektivnost' i v etoi oblasti. Tem ne menee, Vy pravy, kogda govorite, chto na special'no sproektirovannom pod UF teleskope mozhno dostich' gorazdo luchshih rezul'tatov, chem na Habble (V UF-diapazone), i pri etom bolee prostymi sredstvami. Etu ideyu razvivaet gruppa sotrudnikov v INASAN i proekt blizok k zaversheniyu. Poznakomit'sya s nim mozhno na saite http://www.inasan.rssi.ru/rus/WSO/index.html

Dmitrii Docenko · 9.08.2007 13:38

> Znachit li eto, chto znachitel'naya chast' ploshadi zerkala prosto ne ispol'zuetsya, t.k. zakryta shel'yu?

Net. Zakryta znachitel'naya chast' fokal'noi ploskosti.

> Pochemu zhe togda imenno dlya spektrometra ne proyavlyaetsya ta nepoladka, kotoraya yakoby meshaet Habblu delat' kachestvennye UF-snimki?

"Nepoladka", tochnee, prisutstvie korrektiruyushego fil'tra, proyavlyaetsya v umen'shenii effektivnoi ploshadi, a ne uhudshenii uglovogo razresheniya. Kartinki ne stanovyatsya "razmazannymi", no pri tom zhe vremeni nablyudeniya men'she znachenie "signal/shum".

Na oba etih voprosa est' otvety v moih predydushih pis'mah. Samocitaty:

"Vmesto etogo fokal'nuyu ploskost' mozhno zakryt' neprozrachnoi plastinoi, ostaviv v nei tol'ko nebol'shuyu dyrku (obychno ispol'zuetsya shel', no ee mozhno predstavit', kak summu nakih dyrok)."

"Razreshenie u UF snimkov/spektrov otlichnoe. Effektivnost' malen'kaya."

R. G. Chertanov · 11.08.2007 5:37

(M. Yu. Yakimov)
Nu otlichno, ya rad za razrabotchikov INASAN. A kak Vy dumaete, pochemu SShA ne osilili v horoshem kachestve (bol'shIm zerkalom) imenno ul'trafioletovyi diapazon (na kakom-to drugom sputnike, naprimer). Ved' u nih bol'she resursov vsyakogo roda (deneg naprimer), a samyi interesnyi diapazon (kotoryi nel'zya poluchit' ni s zemli, ni s vozdushnogo shara) oni kak-to propustili. Neuzheli oni dal'she vozdushnogo shara 240-sm zerkalo i ne zapuskali? Neutral

(Dmitrii Docenko)

>""Nepoladka", tochnee, prisutstvie korrektiruyushego fil'tra, proyavlyaetsya v umen'shenii effektivnoi ploshadi, a ne uhudshenii uglovogo razresheniya".

Vy tol'ko chto skazali vazhnuyu vesh'. Davaite predstavim, chto u nas est' zerkalo teleskopa 240 sm. A teper' v zerkalo (vot nezadacha) popal meteorit, i otkololis' kraya zerkala (ono stalo ne 240 sm, a skazhem 40 sm diametrom). Chto u zerkala pri etom umen'shilos'? U zerkala pri etom umen'shilas' effektivnaya ploshad' (ploshad' kazhdogo kusochka deistvitel'no men'she, chem vsego zerkala). Pri etom sohranilos' (ostalos' prezhnim) uglovoe razreshenie (t.k. krivizna zerkala ne izmenilas').

To est', "nepoladka" poluchaetsya takogo roda, chto na orbite my imeem ekvivalent malen'kogo zerkala.
A ved' malen'koe zerkalo gorazdo proshe zapustit' na orbitu, chem bol'shoe, ne pravda li? A ostal'nye diapazony fotkat' s vozdushnogo shara (ili samoleta) bol'shim zerkalom... Shocked

Interesno, kakie mogut byt' dokazatel'stva, chto Habbl eto Habbl, a ne kombinaciya iz "malen'kogo" sputnika i "bol'shogo" vozdushnogo shara (ili samoleta)? Po hronometrazhu mozhet byt' chto-nibud'?