Тридцатиметровый телескоп: проект и строительство¶

Тридцатиметровый телескоп (Thirty Meter Telescope, TMT) — проект крупноапертурного оптического и инфракрасного телескопа с сегментным главным зеркалом диаметром 30 метров, разрабатываемый международным консорциумом. Телескоп предназначен для наблюдений в диапазоне длин волн от 0,31 до 28 мкм и позиционируется как один из инструментов следующего поколения класса «экстремально больших телескопов» (ELT). Проект реализуется на горе Мауна-Кеа (Гавайи, США), однако его строительство сопровождается длительными юридическими и социальными спорами.

¶История проекта

Инициатива создания телескопа с апертурой 30 метров возникла в начале 2000-х годов в результате объединения усилий нескольких научных организаций. В 2003 году Калифорнийский университет и Калифорнийский технологический институт предложили концепцию телескопа California Extremely Large Telescope (CELT), параллельно канадский консорциум разрабатывал проект Very Large Optical Telescope (VLOT). В 2004 году проекты были объединены в единую программу TMT.

Официально проект TMT был представлен в 2007 году. В состав международного консорциума TMT Observatory Corporation вошли Калифорнийский университет, Калифорнийский технологический институт, Национальные астрономические обсерватории Китая (NAOC), Национальный институт астрономических исследований Японии (NAOJ), Департамент науки и технологий Индии и Канадская корпорация по атомной энергии (в части научного участия). Позднее к проекту присоединились научные организации Индии, Китая и Японии.

¶Выбор места строительства

Первоначально рассматривалось несколько площадок, включая гору Сан-Педро-Мартир в Мексике и район Серро-Армасонес в Чили. В 2009 году консорциум остановил выбор на вершине Мауна-Кеа на острове Гавайи — месте, где уже расположено более десятка крупных телескопов, включая обсерватории Кека и Субару. Высота площадки составляет около 4050 метров над уровнем моря, что обеспечивает низкое содержание водяного пара в атмосфере и исключительное качество астрономических изображений.

Однако Мауна-Кеа является священной горой для коренного гавайского населения, что привело к массовым протестам против строительства TMT. В 2015 году Верховный суд Гавайев аннулировал разрешение на строительство из-за процессуальных нарушений, что приостановило работы. После повторного утверждения разрешения в 2018 году и серии судебных разбирательств строительные работы возобновились в 2019 году, но протесты продолжаются.

¶Конструкция и технические характеристики

Главное зеркало TMT имеет диаметр 30 метров и состоит из 492 шестиугольных сегментов, каждый размером около 1,44 метра. Система адаптивной оптики включает деформируемое вторичное зеркало и лазерные опорные звёзды для компенсации атмосферных искажений. Масса всей конструкции оценивается примерно в 2700 тонн.

Оптическая схема телескопа — трёхзеркальная система с вторичным зеркалом диаметром 3,1 метра и третичным зеркалом диаметром 2,5 метра. Поле зрения составляет 20 угловых минут. Телескоп способен работать в режимах дифракционно-ограниченных наблюдений в ближнем инфракрасном диапазоне и seeing-limited наблюдений в видимом свете.

Купол TMT представляет собой вращающуюся конструкцию высотой около 65 метров, что сопоставимо с высотой 20-этажного здания. Строительная площадка включает также вспомогательные здания для управления, лабораторий и инженерных систем.

¶Научные задачи

Основные научные цели TMT включают:

• прямое наблюдение экзопланет и изучение их атмосфер;
• исследование ранних стадий формирования галактик и первых звёзд Вселенной;
• изучение сверхмассивных чёрных дыр и их влияния на галактическую эволюцию;
• детальное исследование межзвёздной среды и процессов звездообразования;
• проверка космологических моделей и свойств тёмной материи и тёмной энергии.

Ожидается, что чувствительность TMT будет в 10–100 раз выше, чем у существующих телескопов класса 8–10 метров, что позволит получать спектры объектов, недоступных современным инструментам.

¶Статус и финансирование

Стоимость проекта оценивается в 2,4–3 миллиарда долларов США. Финансирование распределено между участниками консорциума: Калифорнийский университет и Калтех обеспечивают значительную долю, Китай, Япония и Индия вносят вклад в виде оборудования и научных инструментов. Канада участвует через разработку адаптивной оптики.

По состоянию на 2024 год проект находится на стадии подготовки площадки и изготовления сегментов зеркала. Полное завершение строительства и ввод в эксплуатацию планируются не ранее конца 2020-х — начала 2030-х годов, однако сроки неоднократно сдвигались из-за юридических и логистических проблем.

¶Критика и альтернативы

Противники строительства TMT на Мауна-Кеа указывают на культурное и религиозное значение горы, а также на потенциальное воздействие на хрупкую экосистему высокогорья. В ответ на это консорциум рассматривал альтернативную площадку на Канарских островах (Испания), однако окончательное решение осталось за Гавайями.

Конкурирующими проектами являются Европейский чрезвычайно большой телескоп (E-ELT) с диаметром зеркала 39,3 метра, строящийся в Чили, и Гигантский Магелланов телескоп (GMT) диаметром 25,4 метра. Эти проекты также находятся в стадии строительства и могут быть введены в строй ранее TMT.

¶Источники

• Thirty Meter Telescope official website (TMT International Observatory).
• Sanders, G. H. «The Thirty Meter Telescope (TMT): An International Observatory» // Journal of Astrophysics and Astronomy, 2013.
• Steidel, C. C. et al. «Science with the Thirty Meter Telescope» // Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 2009.
• Reports of the Hawaii Supreme Court on the TMT permitting process, 2015–2018.