Kanaryjski gigant, GTC

[Cygnus_X1]

Opisany już wstępnie w wątku sprawozdawczym z wyprawy na La Palma.
Pora na trochę szczegółów technicznych i ilustracji.

Wielki Teleskop Kanaryjski (Gran Telescopio CANARIAS - GTC) jest teleskopem o zwierciadle głównym średnicy 10,4 m. Jest to największy pojedynczy teleskop nma świecie. Jego segmentowe lustro zbudowane jest z 36 sześciokątnych segmentów, które tworzą powierzchnię zbierającą świaaatło równą 75,7 m2. Zbudowane jak plaster miodu, z sześciokątnych komórek zwierciadło nie jest okrągłe. Podana powyżej średnica 10,4 m jest teoretyczną średnicą zwierciadła okrągłego o takiej same powierzchni jak segmentowe lustro GTC. Średnica okręgu opisanego na w przybliżeniu sześciokątnym lustrze wynosi aż 11,387 m.
Teleskop waży 400 ton, z czego samo lustro główne ma masę 17 ton.
Teleskop pracuje w zakresie światła widzialnego i podczerwieni.
Teleskop realizuje schemat optyczny Ritchey-Chretien, który będzie w szczegółach opisany dalej.
Wykorzystywane jest osiem ognisk:
- ognisko Cassegrain (o polu widzenia 15 minut kątowych) z dwoma głównymi przyrządami obserwacyjnymi - których masa (nie licząc rotatora) może wynosic do 2400 kg,
- odchylone ogniska Cassegrain w liczbie 4 - (o polu widzenia 5 minut kątowych) masa przyrządów zamocowanych do rotatorów może sięgać 1000 kg,
- ogniska Nasmyth w liczbie 2 - główne ogniska obserwacyjne - masa instrumentów (nie licząca rotatora) może wynosić do 2400 kg. Pole widzenia 20 minut kątowych.
Możliwe jest wykorzystanie ogniska głównego zwierciadła, umożliwia to demontowalne zwierciadło wtórne, ale w praktyce nie korzysta się z tego ogniska.

Zwierciadło główne zbudowane jest z 36 segmentów, każdy o masaie 450 kg i grubości tylko 8 cm (segmenty zwierciadeł teleskopu VLT mają aż 17,5 cm grubości). Dokładność kształtu wykonania segmenetów wynosi 15 nm.

[Cygnus_X1]

Segmentowe zwierciadło główne:

[Cygnus_X1]

Schemat optyczny, ognisksa, zwierciadła:

[Cygnus_X1]

Zwierciadło główne ma promień krzywizny 33 metry i ogniskową 16,5 metra. Jego największa średnica wynosi 11,4 m, patrz zamieszczony powyżej schemat.
Zwierciadło wtórne ma największą średnicę 1,18 m i promień krzywizny -3,9 m (jest wypukłe).
Oba zwierciadła są hiperboliczne.
Efektywna ogniskowa teleskopu wynosi 170 m.
Zwierciadło wtórne ma kształt brzegu odpowiadający kształtowi zwierciadła głównego. Zapewnia to najmniejsze winietowanie a równocześnie minimalizuje promieniowanie wtórne w zakaresie podczerwieni.
Centralna obstrukcja wynosi 5,6 % całkowitej powierzchni w obszarze źrenicy wyjąciowej.
Zwierciadło główne wykonane jest ze szkła Zerodur, o bardzo niskim współczynniku rozszerzalnoiści cieplnej.
Zwiereciadło wtórne jest wykonane z berylu. Jego masa wynosi tylko 45 kg, co umożliwia szybkie jego poruszanie. W procesie zwawnym "chopping", używanym przy obserwacjach w podczerwieni, zwierciadło wtórne wykonuje odchylenia 5 razy w ciągu msekundy, przesuwając obraz w ognisku o kilka sekund kątowych. Umożliwia to w procesie obróbki obrazu wyeliminowanie podczerwonego promieniowwania tła. Jests to tak efektywne że w rezultacie możliwa jest obserwacja obiektów które są aż 500 000 razy słabsze od promieniowania tła.

[Cygnus_X1]

Zwierciadło wtórne:

[Cygnus_X1]

Oto blank segmentu zwierciadła głównego:

Poszczególne segmenty dzielą szczeliny o szerokości 3 mm.
Oto schemat podparcia każdego segmentu:

i wreszcie schemat zawieszenia segmentów zwierciadła głównego:

Każdy segment jest oparty na trzech aktywnych siłownikach i sześciu siłownikach które służą do zmiany kształtu segmentu. Układ aktywnej /adaptacyjnej optyki umożliwia nie tylko korektę położenia poszczególnych segmenetów ale też korektę ich kształtu.

[Orzech]

Jaki jest teoretyczne zasięg tego teleskopu w światle widzialnym? Nie mogę znaleźć informacji w internecie.

[ekolog]

Skoro według

https://www.optyczne.pl/138-s%C5%82owni ... zdowy.html

"Zasięg gwiazdowy jest zdefiniowany poprzez jasność najsłabszych gwiazd widocznych przez dany instrument. W przybliżeniu można go policzyć ze wzoru: m = 5 log D + 2.3. Gdzie D to średnica obiektywu wyrażona w milimetrach. Ze wzoru tego wynika, że lornetka o obiektywie 50 mm będzie miała zasięg do 10.8 magnitudo. Będzie przez nią widać gwiazdy około 50 razy słabsze niż te najsłabsze widoczne gołym okiem"

To (mniej więcej) mamy dla niego m [magnitudo] = 5 * (log 10000) + 2.3

Skoro 10 do potęgi 4 = 10000 to log wynosi 4.
Wychodzi zatem: 5*(4) + 2.3 => 22.3 magnitudo

Pozdrawiam
p.s.
Przypomnę że im większe magnitudo tym słabszy (mniej jasnym) jest dany obiekt na niebie.
Z powyższego wzoru wynika że ten popularny teleskop amatorów (klasyk)

http://astrokrak.pl/301-teleskop-syntas ... yrex-.html

ma zasięg gwiazdowy 13.8.
...
Co wcale nie znaczy, że ten kanaryjski olbrzym pozwala rejestrować tylko dwa razy słabsze gwiazdy bo to nie idzie liniowo.
22 magnitudowy obiekt jest wielo-,wielokrotnie słabszy niż 14 magnitudowy

[piotrekguzik]

Jaki jest teoretyczne zasięg tego teleskopu w światle widzialnym? Nie mogę znaleźć informacji w internecie.

To zależy od czasu ekspozycji. Podejrzewam, że przy czasach ekspozycji rzędu godziny śmiało możemy mówić o zasięgu 27 - 28 mag.

[ekolog]

Dzięki.
No właśnie miałem dylemat czy napisać że pozwala "rejestrować" czy że "oglądać" takie do 22,3 magnitudo.
Zgaduję, z Twojej wypowiedzi, że wspomniany wzór jest "raczej" do sytuacji gdy pytający interesował się tak zwanym wizualem (o ile jest wykonalny przez ten teleskop)?
Gdyż okiem i resztą głowy nie akumulujemy światła z tak długich okresów
Pozdrawiam

[piotrekguzik]

Dzięki.
Zgaduję, z Twojej wypowiedzi, że wspomniany wzór jest "raczej" do sytuacji gdy pytający interesował się tak zwanym wizualem (o ile jest wykonalny przez ten teleskop)?

Tak, wzór który podałeś wcześniej jest wzorem tylko do "wizuala" i to wzorem mocno uproszczonym, bo pomija większość czynników wpływających na zasięg.

[Orzech]

Dzięki za obie odpowiedzi Czytałem gdzie kiedyś, że zasięgu bodajże Hubble'a, to ok 26 magnitudo ale zapewne chodziło o długotrwałe naświetlanie a nie tzw "wizuala".

[piotrekguzik]

Dzięki za obie odpowiedzi Czytałem gdzie kiedyś, że zasięgu bodajże Hubble'a, to ok 26 magnitudo ale zapewne chodziło o długotrwałe naświetlanie a nie tzw "wizuala".

Z tego, co pamiętam, to teleskopem Hubble'a zarejestrowano obiekty o jasności 30 mag lub nawet 31 mag, ale to było jakaś wielogodzinna ekspozycja (chyba kilka dób).

[Dominik Woś]

Prawie 10 lat temu w trakcie CEDIC 2009 coś takiego prezentowano.

Czyli z Hubbla 10 sekundowa ekspozycja to już 22 mag a ten teleskop do światłosilnych nie należy.

Pozdrawiam,
Dominik