4 Laser Guide Star Facility

В апреле 2016 года на небе над Параналом появились четыре новые звезды. После нескольких лет разработки ESO завершила установку 4 Laser Guide Star Facility или 4LGSF, новой подсистемы Средство адаптивной оптики (AOF) на Очень Большой Телескоп (VLT).

4LGSF дополняет лазерную направляющую звездную систему (LGSF). Вместо одного лазера, 4LGSF посылает четыре лазерных луча в небо, чтобы произвести четыре искусственных звезды, возбуждая атомы натрия, расположенные в атмосфере на высоте 90 километров. Каждый лазер обеспечивает мощность 22 Вт - примерно в 4000 раз больше максимально допустимой для лазерной указки - в пучке диаметром 30 сантиметров.

Почему этот новый объект так важен? Это обновление необходимо для поддержки новой эры инструментов в Обсерватории Паранал, включая HAWK-I (с GRAAL) и MUSE (с GALACSI ). По сравнению с LGSF, 4LGSF более стабилен и потребует меньшего количества профилактического обслуживания, а время подготовки к прогонам наблюдений будет короче. Это также будет лучшая лаборатория для тестирования устройств для ELT , которая будет иметь аналогичную адаптивную систему оптики. LGSF продолжит поддерживать Sinfoni это инструмент, установленный на фокальной станции Кассегрена UT4, так как SINFONI был разработан для работы только с одним лазером на одной оси телескопа.

Итак, как лазеры помогают исправить изображения? Самым большим барьером между наземными телескопами и звездами является атмосфера Земли. Атмосферная турбулентность вызывает романтический, но нежелательный эффект в астрономии: мерцающие звезды, которые приводят к размытым изображениям.

Адаптивная оптика (AO) решает эту проблему путем объединения новейших технологий для устранения искажений, вносимых атмосферой. Для этого системе АО необходим свет от достаточно яркой звезды, которая находится близко к цели на небе в качестве ориентира, и для многих целей поблизости нет подходящих звезд.

И вот тут-то и появляются лазеры. Лазеры могут возбуждать атомы натрия в мезосфере, которая расположена на 90–110 километров над поверхностью Земли. На флуоресцентный свет, который излучается атомами натрия и собирается телескопом, атмосфера воздействует так же, как и свет, излучаемый настоящими звездами. Таким образом, флуоресцентный свет от атомов натрия может использоваться системой адаптивной оптики для измерения и компенсации искажений, вносимых атмосферой.

ESO и несколько европейских институтов и отраслей, включая TOPTICA, Германия; TNO, Нидерланды; MPB Communications, Канада; Optec, Италия; Астрель, Италия; и Laseroptik, Германия и INAF-Osservatorio di Roma, внесли значительный вклад в проект. Новый 4LGSF основан на нескольких новых технологиях. Одной из них является технология волоконного рамановского лазера, которая была разработана ESO и перенесена в промышленность, в результате чего был получен лазер с рамановским волоконным усилителем, который стал легче, прочнее и представляет собой прорыв в размерах и стабильности.

Все операции на 4LGSF будут следовать протоколу, чтобы избежать какого-либо риска для воздушного судна. Лазерная система оснащена автоматической системой уклонения самолета, которая отключает лазеры, если самолет приближается слишком близко к лучам.

Ссылки: