Astronomie

Télescope et sa construction

Télescope et sa construction

Je veux construire un télescope réflecteur dans ma maison. J'ai joint un dessin de mon plan qui contient quelques explications de ce que j'ai compris jusqu'à présent et met en évidence les parties de la conception pour lesquelles j'ai des questions.

Quel type de miroir dois-je utiliser, parabolique ou sphérique, et quels sont les facteurs pris en compte lors de cette décision ?

Le verre utilisé pour fabriquer le miroir affecte-t-il le entrant Rayons de lumière? Et le miroir secondaire au milieu du tube ?

Y a-t-il d'autres choses à considérer qui aideraient à un grossissement plus élevé?

Certains télescopes ont une fenêtre en verre à l'avant où la lumière pénètre dans le tube, pourquoi ? Aurais-je besoin de l'ajouter ici?


C'est un sujet très vaste. Vous pouvez littéralement écrire des livres entiers dessus. Je vais coller une réponse courte ici pour référence future.

Vous avez deux options principales : réfracteur ou réflecteur.

https://en.wikipedia.org/wiki/Refracting_telescope

https://en.wikipedia.org/wiki/Reflecting_telescope

Le réfracteur est plus facile. Vous aurez besoin d'un objectif relativement grand avec une longue focale - ce sera votre optique principale, au sommet de votre télescope. La longueur de votre lunette sera dictée par la distance focale de l'objectif principal.

Vous pouvez mesurer la distance focale en allant à l'extérieur lorsque le soleil est levé et en essayant de focaliser le soleil sur une minuscule image précise - la distance entre l'objectif et l'image est alors la distance focale.

Comme oculaire ou oculaire, vous pouvez utiliser un objectif plus petit avec une courte distance focale. Bien mieux, vous pouvez utiliser un oculaire d'un vieux microscope ou des jumelles.

La distance totale entre l'objectif (lentille principale) et l'oculaire (oculaire) est la somme de leurs distances focales. Si l'objectif principal a une distance focale F1 et l'oculaire a une distance focale F2, alors en regardant à l'infini, la distance entre eux est F1 + F2. Cela vous aidera à calculer la longueur totale du tube.

Cependant, si l'oculaire (oculaire) est une lentille divergente (le genre de lentille qui rend les choses plus petites), alors la distance totale est F1 - F2. Soit dit en passant, il est difficile de mesurer la distance focale d'un objectif divergent, car il ne fait pas une image que vous pouvez projeter.

Le grossissement de l'instrument sera :

M = F1 / F2

Ne vous inquiétez pas trop du grossissement. Faites quelque chose qui fonctionne en premier. Plus de grossissement n'est pas toujours mieux. Au début, visez quelque chose dans la gamme 10x… 50x. Affinez-le plus tard.

Assurez-vous que le tube est rigide. Un tuyau en plastique comme ceux utilisés dans les installations d'eau devrait bien fonctionner.

Assurez-vous que toutes les lentilles sont centrées et alignées avec précision. Vous ne voulez pas que vos lentilles penchent dans n'importe quelle direction. Leur axe principal doit coïncider avec l'axe de la lunette. Ceci est important pour les performances.

Si vous obtenez trop de franges colorées (petits arcs-en-ciel) autour des objets, essayez de réduire le diamètre de la lentille principale en plaçant un anneau de papier devant elle - cela rend l'image un peu plus sombre mais devrait diminuer quelque peu les arcs-en-ciel embêtants.

Montez l'oculaire sur un tube plus petit qui glisse dans le tube principal. Coupez le tube principal un peu plus court que F1 + F2. Cela vous permettra de déplacer l'oculaire d'avant en arrière jusqu'à ce que l'image soit bien nette.

Si vous trouvez un magasin qui fabrique des lunettes de vue (pour les personnes ayant des problèmes oculaires ou visuels), ils ont des verres dits « vierges » dont ils se servent pour couper les lunettes. Voyez si vous pouvez en acheter un pour votre optique principale. Une distance focale d'environ 1 mètre devrait suffire (les opticiens appellent cela une lentille de 1 dioptrie, que vous pouvez trouver dans des lunettes de vue assez faibles).

Parfois, vous pouvez retirer un bon objectif d'un projecteur cassé ou quelque chose du genre, mais assurez-vous que le diamètre est assez grand (50 mm ou plus devrait être bon) et que la distance focale est assez grande (je dirais entre 0,5 et 2 mètres - c'est entre 2 et 0,5 dioptries - mais gardez-le près de 1 m si possible).

Le premier télescope que j'ai fabriqué, il y a de nombreuses années, ressemblait beaucoup à celui-ci. Une lentille vierge d'un fabricant de lunettes de vue, un tuyau en plastique, un oculaire d'un microscope jouet. Cela fonctionnait assez bien, je pouvais voir avec lui des cratères et des montagnes sur la Lune.


Faire un réflecteur est beaucoup plus difficile, mais les performances de l'instrument sont plus élevées. Lisez le guide Stellafane, il est très complet :

https://stellafane.org/tm/

Ce qui est décrit ici est un télescope dobson. C'est un réflecteur newtonien sur une simple monture alt-azimutale.


Une controverse astronomique : le télescope de trente mètres et le besoin de voix autochtones en science

Le 17 juillet 2019, plus de trente personnes, dont des aînés hawaïens autochtones, ont été arrêtées sur le Mauna Kea à Hawaï, un événement qui a marqué le point culminant d'une campagne épuisante pour arrêter la construction d'un nouveau télescope. L'ampleur de l'indignation a quelque peu choqué à la fois le gouvernement local et la communauté scientifique. Plusieurs télescopes ont déjà été construits sur le Mauna Kea – pourquoi la réponse négative était-elle maintenant si intense ? Le télescope profanerait-il une terre sacrée et profiterait-il des ressources naturelles appartenant légitimement à une population indigène ? La conviction d'une minorité bruyante a-t-elle fait obstacle au progrès potentiel et à la contribution scientifique de leur État ? Le CaSP s'est réuni en janvier pour examiner de près le symbolisme du télescope de trente mètres et comment nous, en tant que scientifiques, impactons consciemment ou inconsciemment nos communautés à travers notre travail.

Le télescope de trente mètres (TMT) ne mesure pas trente mètres de haut ou de long - le lentille fait trente mètres de large, et balaie le diamètre record actuel de 10,4 mètres. En 2003, une coalition de plusieurs institutions a lancé une équipe de recherche de l'endroit parfait pour leur incroyable télescope, qui a une résolution 12 fois supérieure à celle du télescope Hubble. En lice, il y avait des sites au Chili, en Espagne, au Mexique, en Inde et, bien sûr, à Hawaï. Finalement, l'absence de pollution lumineuse et l'atmosphère sèche ont convaincu le comité en 2009 de sélectionner le Mauna Kea. Le Mauna Kea est un volcan endormi ( mauna = montagne) établie en tant que réserve foncière en 1968, la réserve est gérée par l'Université d'Hawaï. Malheureusement pour le TMT, sa présence a cristallisé un siècle de tension entre les autochtones hawaïens et le gouvernement de l'État, empêchant sa construction pendant plus d'une demi-décennie.

Le terrain a éclaté pour le TMT en 2014 et a été brusquement suivi d'une puissante protestation. Des militants sont arrivés sur place pour bloquer physiquement la construction avec leurs corps. Dans une attaque à plusieurs volets, les manifestants ont également contesté une question de processus devant les tribunaux. La licence délivrée pour l'utilisation des terres a été invalidée parce que les opposants au TMT n'ont pas eu la possibilité équitable de présenter leur cas. En 2017, un nouveau permis a été délivré avec des avancées importantes. Non seulement les anciens télescopes du Mauna Kea devaient être retirés, mais le Board of Land and Natural Resources (BLNR) a déclaré que le TMT serait le dernier télescope sur le Mauna Kea.

J'imagine que le BLNR et le TMT étaient fiers de leur compromis pour remplacer les télescopes obsolètes par un meilleur et assurer l'intégrité de la montagne pour l'avenir. Ainsi, lorsque la construction a repris en 2019 et que le tollé a été encore plus grand qu'auparavant, la déception et la confusion ont dû être intenses. Des manifestations et des protestations ont éclaté dans tout l'État et ont été si intenses au Mauna Kea que le gouverneur Ige a appelé les forces de l'ordre pour maintenir la paix et, comme mentionné ci-dessus, de nombreux manifestants ont été arrêtés. Cette décision n'a fait qu'aggraver la situation et a conduit à des menaces de mort pour le gouverneur Ige.

La passion et la colère suscitées par le Mauna Kea représentent à la fois un conflit contemporain et historique. Dans les histoires de création hawaïennes, Mauna Kea est le premier-né littéral de Father Sky ( Wakea) et la Terre Mère ( Papahanaumoku ), jaillissant du niveau de la mer et atteignant les étoiles, un pont entre deux parents. De plus, alors que les Occidentaux connaissent peut-être le concept de « terre ancestrale », de nombreuses cultures autochtones, y compris les Hawaïens autochtones, considèrent la terre comme comme ancêtres, puisque les générations familiales deviennent une partie de la terre lors de l'acte d'enterrement. Lorsque la monarchie hawaïenne a été renversée à la fin du XIXe siècle, une grande partie de la culture autochtone hawaïenne a été opprimée ou ignorée pour faire place à l'assimilation américaine et à l'indépendance en 1959. Ainsi, certains hawaïens autochtones ont refusé pendant de nombreuses décennies de reconnaître l'état d'Hawaï. gouvernement, ce qui entraîne un conflit culturel continuel. Cette douleur s'est manifestée plus récemment avec la construction du TMT. En tant que premier télescope sur le Mauna Kea construit à l'ère des médias sociaux, la manifestation TMT s'est amplifiée à un nombre sans précédent.

Avec le recul, nous nous sommes demandé si cela aurait pu être évité. Alors que nous devenons lentement une société qui compte avec les graves erreurs de notre passé, le simple fait d'écouter et d'amener les populations autochtones à la table en tant que parties prenantes peut établir des relations, éventuellement éviter des catastrophes et avancer vers des solutions avec lesquelles tout le monde peut vivre. Le TMT peut être considéré comme une étude de cas sur ce qui se passe lorsque le mépris des militants calcifie leur détermination et supprime toute option de compromis. C'est malheureux, car la plupart des citoyens d'Hawaï (64%) soutiennent la construction du télescope, dont près de la moitié des Hawaïens autochtones interrogés. Les gens qui sont pro-souveraineté et Les pro-télescopes existent mais la polarisation des factions a laissé peu de place à un terrain d'entente. Même avec des plans de gestion de l'impact environnemental et des engagements au profit de la communauté, les promesses nécessitent de la confiance et cette confiance s'est érodée au fil du temps. La trêve de deux mois pouvant expirer plus tard ce mois-ci (février), la voie à suivre n'est pas claire. Espérons qu'avec une adhésion initiale (pas seulement des documents contenant des promesses) de la part de la coalition TMT pour faire preuve de responsabilité et de respect, la confiance pourra être rétablie. Il est important de noter que des actions précoces doivent en fait être demandées par les activistes autochtones hawaïens, et pas seulement ce que les universitaires supposent être bon pour les populations autochtones. Il y a ici une opportunité pour des solutions créatives et une célébration de la culture et de l'ascendance autochtones hawaïennes. Le regretté sénateur Daniel Akaka, le premier sénateur américain d'ascendance autochtone hawaïenne et partisan du TMT, explique le mieux comment se concentrer sur l'astronomie en tant qu'État fait le pont entre les navigateurs ancestraux et les Hawaïens modernes. « Les étudiants des étoiles sont qui nous sommes ».


Un télescope de trente mètres prêt à commencer la construction

Par : Monica Young 11 juillet 2019 1

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Le gouverneur hawaïen David Ige et l'observatoire international du télescope de trente mètres ont annoncé que la construction du télescope de trente mètres commencera la semaine du 15 juillet.

Représentation d'un artiste de ce à quoi ressemblerait le télescope de trente mètres une fois terminé.
Observatoire astronomique national du Japon

Quatre ans après que les manifestations ont interrompu la construction du télescope de trente mètres au sommet du Mauna Kea, à Hawai'i, le gouverneur David Ige a annoncé que la construction reprendrait. La route d'accès du Mauna Kea, où des manifestations ont eu lieu en 2015, sera fermée à partir du 15 juillet, mais on ne sait pas encore quand la construction elle-même reprendra.

Le mégatélescope a terminé sa phase de conception et de développement en 2009, mais des contestations judiciaires d'activistes natifs hawaïens – qui chérissent le Mauna Kea pour des raisons culturelles et religieuses – ont pourchassé le télescope. Treize dômes de télescope parsèment désormais le sommet du Mauna Kea, profitant de la vue dégagée à 13 796 pieds (4 205 m) au-dessus de l'océan Pacifique. Certains Hawaïens craignent toujours que la construction d'un autre télescope – et d'un monstre de plus – ne perturbe les sanctuaires, les autels et autres sites sacrés du volcan en sommeil. Leurs préoccupations s'étendent également à l'environnement.

Les manifestants se sont réunis devant la réunion de l'AIU à Honolulu pour protester contre la construction du télescope de trente mètres.
Babak A. Tafreshi

Le nouvel accord qui permet désormais à la construction de TMT de se poursuivre comprend des spécifications selon lesquelles trois télescopes existants seront mis hors service et retirés du sommet, et deux autres installations doivent être retirées d'ici 2033. Le plan met également en place un certain nombre de protections environnementales. (Lire l'histoire complète de l'accord ici.)

Cependant, alors qu'une majorité d'Hawaïens semblent soutenir le télescope et sa construction (un sondage dans un journal de 2018 a montré que 77% des personnes interrogées soutiennent le TMT), certains militants restent fermement opposés. Le même jour que l'annonce d'Ige, l'organisation Mauna Kea Anaina Hou a déposé une nouvelle plainte et le Hawaii Unity and Liberation Institute a publié une déclaration selon laquelle ils « combattraient pour toujours le TMT », mais qu'ils « resteraient fermes à Kapu Aloha – paix et non-violence. . "

Au nom du TMT, le président du Conseil des gouverneurs, Henry Yang, a déclaré : « Nous avons beaucoup appris au cours des 10 dernières années et plus sur l'importance unique de Maunakea pour tous, et nous restons déterminés à être de bons intendants sur la montagne et à inclure le communauté hawaïenne. . . . Nous reconnaissons ceux qui sont en désaccord avec notre projet et exprimons notre respect pour leurs points de vue. »


Client

Crédit - Damien Jemison/GMTO Corporation

&ldquoTravailler sur ce projet collaboratif mondial est tout simplement une expérience unique&rdquo, déclare Andres Navarro, chef de projet WSP pour l'entreprise d'un milliard de dollars. &ldquoNous avons été choisis pour faire partie d'une initiative qui marquera une génération d'ingénieurs, d'astronomes et d'autres scientifiques.&rdquo Le télescope géant Magellan est développé par un consortium d'universités et d'institutions des États-Unis, de la Corée du Sud, du Brésil et de l'Australie. L'équipe de WSP est également bien répartie, basée en Californie, à Denver et à Santiago ainsi que sur le chantier chilien lui-même. WSP est responsable de nombreux rôles, notamment la gestion de la construction, l'inspection technique, les examens d'ingénierie et de constructibilité et les services de soutien en matière de santé, sécurité et environnement.

Crédit - Francisco Figueroa/GMTO Corporation

Lorsqu'il sera opérationnel à la fin des années 2020, le télescope géant de Magellan sera l'un des plus grands jamais conçus. Ses sept miroirs de 8,4 m formeront une surface optique unique de 24,5 m de diamètre, chacun poli à une longueur d'onde de lumière d'environ un millionième de pouce. Avec une surface collectrice totale de 368 m 2 , il pourra capter la faible lumière des confins les plus reculés de l'univers connu.

Crédit - Damien Jemison/GMTO Corporation

Le télescope sera logé dans un bâtiment en acier rotatif de 60 m de diamètre et 65 m de haut, pesant environ 4 200 tonnes. Le bâtiment fonctionne effectivement comme une scène pour les miroirs géants, capable de disparaître lors des observations nocturnes et de tourner à 360 degrés en près de trois minutes. « Cela le transforme en un mécanisme mobile nécessitant un très haut niveau de précision dans sa fabrication et son assemblage, ce qui signifie que le processus de construction est extrêmement exigeant », explique Navarro. &ldquoLes exigences de qualité pour ce projet sont uniques.&rdquo Le Chili étant l'un des pays les plus sujets aux tremblements de terre au monde, la jetée du télescope nécessitait un système d'isolation sismique et une attention particulière a dû être portée aux spécifications. du béton. La flexibilité dans la construction sera vitale, a déclaré Navarro, d'autant plus que la technologie du télescope est encore en cours de développement.

Crédit - Damien Jemison/GMTO Corporation

L'emplacement de ce projet est aussi unique que sa construction. Le désert d'Atacama, à 630 km au nord de Santiago, est l'un des endroits les plus hauts et les plus secs de la planète, ce qui en fait un site astronomique idéal. Le télescope géant Magellan est construit sur le pic de Las Campanas, qui a une altitude de plus de 2 550 m, et offre des conditions d'observation claires à travers l'atmosphère terrestre pendant plus de 300 nuits par an.

Animation conceptuelle complète du GMT - Avec l'aimable autorisation de GMTO Corporation

Le promontoire désertique éloigné du télescope a présenté de nombreux défis à Navarro et à son équipe, notamment en coordonnant le retrait de 13 000 tonnes métriques de roche du site. Navarro agit en tant que représentant sur place du client et est également responsable de la gestion des différents entrepreneurs et de la vérification du respect des normes de sécurité et de qualité. La technologie de pointe a joué un rôle déterminant dans le travail quotidien sur le site, dit-il. &ldquoNous avons mis en place un système d'information de gestion basé sur ProjectSolve SharePoint, qui stocke toutes les informations du projet et est utilisé en continu par notre client. D'autres technologies, telles que les drones et les caméras accélérées, ont également été utilisées régulièrement.&rdquo

L'un des instruments scientifiques révolutionnaires du télescope géant de Magellan, appelé Large Earth Finder, a été optimisé pour détecter la présence d'exoplanètes semblables à la Terre en orbite autour d'étoiles semblables au Soleil dans les profondeurs de l'univers. Une fois localisé, l'instrument analysera la composition chimique de leurs atmosphères pour la première fois dans l'histoire. S'il y a de la vie là-bas, nous pouvons le découvrir plus tôt que vous ne le pensez. Comme aime à le dire l'équipe du télescope géant de Magellan : &ldquoL'univers vous attend.&rdquo


2. Le radiotélescope RATAN-600

Pour la radioastronomie soviétique, le début des années 1960 a été une période de choix d'un système de radiotélescope de nouvelle génération et de prise de décisions concernant sa construction. A cette époque, plusieurs groupes solides de radioastronomes s'étaient formés en Union soviétique : en particulier, à l'Institut de physique Lebedev à Moscou, à l'Institut de radiophysique de Gor'kii, à l'Académie arménienne des sciences et à Khar'kov en l'Ukraine. À cette époque, la section de radioastronomie de l'observatoire de Pulkovo était devenue plus forte et était équipée de son propre grand instrument (pour l'époque). Cette section avait été organisée en 1953 à l'initiative de SE Khaikin, qui, après avoir participé à des observations réussies de l'éclipse solaire de 1947 au Brésil (lorsque l'émission radio de la couronne solaire a été observée), s'est intéressé à la radioastronomie et s'est déplacé à Pulkovo de l'Institut de physique. S. E. Khaikin est arrivé à Pulkovo avec des idées claires qui anticipaient le développement de la radioastronomie de nombreuses années à l'avance. Tout d'abord, il a misé sur la gamme de longueurs d'onde centimétriques, supposant à juste titre que le minimum de bruit naturel et que la haute résolution des radiotélescopes rendraient, avec le temps, cette région essentielle à la radioastronomie. Deuxièmement, il a proposé (avec N. L. Kaidanovskii) un nouveau type d'antenne radio - l'antenne à profil variable (VPA), qui a permis d'obtenir cette haute résolution angulaire extrêmement nécessaire dans la région centimétrique, bien que dans une seule dimension. Enfin, une méthode (connue sous le nom de synthèse d'ouverture aximuth) de synthèse d'une image bidimensionnelle à l'aide d'un VPA a été développée à Pulkovo. Dès 1956, le Grand Radiotélescope Pulkovo (BPR), avec une antenne de ce type, avait commencé à fonctionner dans la région de 3 cm avec une résolution de 1 arcmin. Au début des années 1960, une assez grande expérience d'exploitation avait été accumulée sur le BPR, et le groupe Pulkovo est devenu convaincu qu'un radiotélescope beaucoup plus grand pouvait être construit sur ce principe. La proposition de construire un grand radiotélescope avec un nouveau type d'antenne étrange n'a pas été accueillie avec enthousiasme : elle a provoqué de vives discussions sur les avantages et les inconvénients de divers systèmes de radiotélescope. À chaque réunion d'astronomes rationistes au cours de cette période, une discussion sur l'avantage des modèles directionnels « crayon » et « couteau » (avec des angles solides identiques) a embrasé la conclusion générale de ces discussions était que le meilleur était un modèle symétrique avec résolution modérée ou avec une résolution nettement supérieure, au moins dans une dimension. Cette discussion rappelait beaucoup les disputes entre les "Petits-boutiens" et les "Grands-boutistes" au pays de Lilliput il y avait beaucoup de confusion et d'émotion dans ces discussions, mais, au final, elles ont abouti à une compréhension et une acceptation du concept de synthèse d'ouverture (et, en particulier, de synthèse d'ouverture en azimut), et, en outre, des limites imposées par le "bruit de confusion" (voir Section 3). Un peu plus tôt, il y avait eu de nombreux débats sur le choix de la région de longueur d'onde - la région du mètre-décimètre, ou la région du centimètre, où, à cette époque, le ciel semblait vide et les récepteurs n'étaient pas sensibles. Enfin, trois propositions concrètes s'affrontaient :

(1) un parabloïde traditionnel entièrement orientable d'un diamètre de réflecteur d'environ 100 m,

(2) un bol en terre d'une longueur d'onde centimétrique d'un diamètre de 200 m, et

(3) un réseau et une grande antenne de type Pulkovo à profil variable.

Le RATAN a été inauguré officiellement en 1977, bien que les observations aient commencé plus tôt (comme les parties individuelles - les secteurs - ont été mis en service). Le développement et la perfection du télescope se poursuivent même maintenant.

Le RATAN-600 était destiné à être un instrument à usage général, un contrepoids à la tendance à la spécialisation, tout en surpassant les télescopes existants en termes de pouvoir de résolution, de sensibilité (à la fois en densité de flux et en température de brillance) et en précision avec quelles coordonnées des objets pourraient être déterminées. Ici, l'objectif de rendre la résolution et la précision de mesure des coordonnées dans la région radio comparable à celle dans la région optique (qui, à l'époque, était essentielle) a été fixé. Cependant, le développement rapide des systèmes de synthèse d'ouverture et de l'interférométrie à très longue ligne de base a produit un saut révolutionnaire dans le pouvoir de résolution et a fortement renforcé la tendance à la spécialisation des instruments bien que le RATAN-600 soit resté un instrument à usage général à un certain mesure, et est un instrument unique par rapport à une combinaison de plusieurs paramètres, il occupe maintenant une position intermédiaire entre les paraboloïdes ordinaires et les puissants systèmes de synthèse d'ouverture en ce qui concerne les paramètres individuels (résolution et sensibilité à la densité de flux).

Dans l'expérience décrite ici, une tentative a été faite pour utiliser les caractéristiques uniques du RATAN. Dans cette expérience, de nouvelles observations ont été obtenues, et les perspectives de développement du RATAN, d'augmentation significative de son potentiel et d'élargissement de ses capacités ont été explorées, en tenant compte des tendances de la radioastronomie que nous connaissons. Dans la dernière section, nous tenterons de présenter les conclusions tirées sur ces questions à partir des résultats de l'Expérience Cold.

2.2. Brève description du radiotélescope RA TAN-600

2.2.1. Emplacement du radiotélescope et sa conception

Le radiotélescope RATAN-600 (Radio Astronomy Telescope of the Academy of

Figure 2.1 Emplacement du radiotélescope RATAN-600 (cercle avec un point) et du télescope optique de 6 m (astérisque), tous deux situés près du village de Zelenchukskaya.

Sciences (Nauk) d'un diamètre de 600 mètres) est situé près de la ville de Zelenchukskaya dans le Caucase du Nord, à 20 kilomètres au nord-ouest du grand télescope optique de 6 mètres (le BTA) (Fig. 2.1.). Ces deux télescopes appartiennent à l'Observatoire spécial d'astrophysique de l'Académie des sciences de l'URSS et forment son centre instrumental de base.

Le RATAN-600 est un radiotélescope de type réflecteur, avec tous les avantages qui en découlent (une large gamme de longueurs d'onde, la possibilité d'utiliser de larges bandes passantes, etc.), mais sa conception n'est pas traditionnelle. Afin d'obtenir une haute résolution à des longueurs d'onde assez courtes, le miroir d'un radiotélescope doit avoir des dimensions linéaires assez grandes et la surface réfléchissante doit être extrêmement précise. Ces exigences sont clairement contradictoires afin de résoudre cette contradiction, le miroir principal du télescope a été construit en forme d'anneau de diamètre 2R = 577 m, suivant l'idée de S.E. La bague Khaikin est divisée en 895 éléments individuels avec des dimensions de 2m x 7,4m. Chaque élément est un cylindre d'axe vertical et d'une profondeur d'environ 2 mm (rayon de courbure 1.14R). Cette forme cylindrique a été introduite afin de diminuer les erreurs dans la surface pour un fonctionnement à courtes longueurs d'onde, a une surface réfléchissante précise (à l'heure actuelle, s

0,1 mm), est monté sur un mécanisme à trois degrés de liberté, et peut être réglé à une position donnée dans chaque coordonnée, également avec une grande précision. L'alignement mutuel des éléments est obtenu à l'aide de méthodes d'ajustement géodésique et radio, et la stabilité de leur espacement mutuel est assurée par le bon sol stable, la conception rigide des éléments et les fondations relativement basses (l'ensemble de la structure est " unidimensionnel" et aplati au sol). Parce que les éléments sont mobiles, une surface de focalisation (dans le cas général, un cône elliptique), qui transforme une onde plane entrante en une onde cylindrique et dirige le faisceau convergent le long du sol vers le miroir secondaire, peut être créée à partir d'eux. Le miroir secondaire recueille le rayonnement au foyer, où se trouvent les alimentations du récepteur primaire. Les coordonnées pour l'ajustement de chaque élément afin de former la surface sont calculées par une Figure 2.2 Vue générale du radiotélescope RATAN-600 (dessin) le miroir principal annulaire, le miroir périscopique plan et les miroirs secondaires (qui sont sur les voies ferrées) sont visibles.

ordinateur, l'ordinateur contrôle également leur ajustement aux positions spécifiées.

Ainsi, en utilisant un miroir segmenté avec des éléments contrôlables, un système réfléchissant d'une taille linéaire d'environ 600 mètres, capable de fonctionner jusqu'à une longueur d'onde de 0,8 cm et même plus courte, a été construit avec succès.

Une vue générale du télescope est illustré à la Fig. 2.2 le miroir principal
Figure 2.3 Le secteur nord du radiotélescope RATAN-600, prêt pour les observations.

et plusieurs voies ferrées radiales et circonférentielles, le long desquelles différents types de miroirs secondaires (équipés de cabines contenant divers groupes de récepteurs) peuvent être déplacés, sont visibles sur la figure 2.2. Un miroir plat de 400 m x 8 m est situé dans la partie sud du cercle car grâce à ce miroir, le secteur sud du RATAN peut fonctionner comme un système à trois miroirs. Le secteur nord est montré prêt pour les observations sur la Fig. 2.3.

Figure 2.4 Un diagramme montrant les modes d'observation utilisés au radiotélescope RATAN-600 : (A) en utilisant un secteur individuel (système à deux miroirs) (B) en utilisant le secteur sud, avec le miroir plan (système à trois miroirs) (C) observations près du zénith en utilisant tout l'anneau et un miroir secondaire conique spécial (Fig. 2.6).

2.2.2. Modes de fonctionnement Le RATAN-600 peut être utilisé pour des observations dans quatre modes différents. Ces modes sont illustrés par le schéma de la Fig. 2.4.

(1) Il est possible d'effectuer simultanément des programmes d'observation indépendants en utilisant des secteurs individuels à divers azimuts discrets et miroirs secondaires sur les voies ferrées correspondantes. Actuellement, trois miroirs secondaires (dont chacun est destiné à être utilisé avec l'un des secteurs du miroir principal) fonctionnent actuellement sur le RATAN. Chacun de ces miroirs secondaires est un cylindre parabolique à axe horizontal, mesurant 5,5 m x 8 m, l'angle horizontal sur lequel le miroir principal est éclairé est de 100 × 110 o (Fig. 25). La position du miroir secondaire (le foyer) sur les voies ferrées dépend de l'élévation au-dessus de l'horizon, qui peut varier entre 0 et 100 o et est calculée par un ordinateur en même temps que les coordonnées des éléments compris dans le secteur sont calculés. Habituellement, les observations utilisant un seul secteur sont effectuées à un azimut fixe (c'est-à-dire que la source passe par un schéma de directivité fixe, avec des changements de source à source en fonction des élévations de la source (20 à 40 changements par jour). Dans le processus, une image unidimensionnelle d'une source est obtenue dans chaque observation.

Figure 2.5 Alimentation n°1 les cabines miroirs secondaires et récepteurs prêts à fonctionner en mode secteur.

(2) Des images bidimensionnelles de sources peuvent être synthétisées en combinant les images unidimensionnelles obtenues à partir d'une série d'observations successives d'une même source à des azimuts différents. La synthèse d'images azimutales est la deuxième idée de base proposée par S. E. Khaikin incluse dans la conception du RATAN.

(3) Le secteur sud peut fonctionner en combinaison avec le réflecteur périscope plat il forme alors un système de type Kraus comme ceux de l'Université de l'Ohio ou de Nanqay, France, Il sera possible de suivre une source en déplaçant le miroir secondaire le long de la sont des voies ferrées en forme (voir Fig. 2.2) une fois les travaux associés à l'automatisation terminés.

(4) Enfin, à l'aide d'un miroir secondaire conique spécial installé au centre du RATAN, il est possible de capter le rayonnement de l'ensemble de l'anneau tout en observant près du zénith la zone de captation maximale et
Figure 2.6 L'avance spéciale pour travailler avec l'anneau entier dans le programme Zenith. en haut, le miroir conique en bas, l'alimentation primaire (un paraboloïde de révolution) à la pointe du cône
Figure 2.7 Installation de l'alimentation conique sur le RATAN-600.
Figure 2.8 La ligne focale sur le toit de la cabine pour Feed No. 1 (Fig. 2.5). Des cornes de récepteur pour différentes longueurs d'onde sont réparties le long de la ligne focale tandis que les récepteurs correspondants sont à l'intérieur de la cabine.

le pouvoir de résolution est obtenu dans ce cas. Le miroir secondaire spécial (Fig. 2.6) pour ce mode est actuellement en cours d'installation à la technique radio (Fig. 2.7).

Les trois miroirs secondaires de fonctionnement sont équipés des groupes d'instruments spécifiques suivants :

miroir secondaire n°1 : sept radiomètres pour la région entre 1,35 et 30 cm pour le travail continu (Fig. 2.8)

miroir secondaire n°2 : quatre récepteurs de raies spectrales pour l'étude du rayonnement en raies à 1,35, 6,2, 18 et 21 cm

miroir secondaire n°3 : un ensemble de dix radiopolarimètres solaires pour la région entre 2 et 30 cm et un ensemble de trois radiomètres (3,5, 2 et 8 cm) pour la réalisation d'un programme spécial de l'Institut d'astronomie Shternberg (Université de Moscou) : un relevé complet du ciel aux longueurs d'onde centimétriques.


Le télescope hawaïen controversé obtient l'approbation de l'État

À la fin de la semaine dernière, le Conseil des terres et des ressources naturelles d'Hawaï a voté pour approuver un permis de construction pour le télescope de trente mètres, un observatoire controversé proposé pour être situé sur le volcan endormi Mauna Kea, situé sur l'île d'Hawaï, rapporte Reuters.  

S'il est achevé, le télescope fera partie des télescopes optiques les plus grands et les plus sophistiqués de la planète. Mais l'observatoire a longtemps été litigieux dans l'État avec des autochtones hawaïens et des écologistes dénonçant sa construction sur des terres sacrées.

Le télescope de trente mètres a été proposé pour la première fois par un comité des Académies nationales des sciences en 2001 en tant que priorité recommandée pour la décennie à venir. Et en 2003, un partenariat s'est formé entre plusieurs universités et institutions pour gérer le projet. En 2011, le télescope a reçu un permis pour construire sur les terres protégées du Mauna Kea par le Hawaii Board of Land and Natural Resources.

The 14,000-foot tall mountain is the best place for astronomy in the Northern Hemisphere because of its height and remoteness from light pollution.  Currently there are at least 13 high-powered telescopes at or near the summit of the mountain. And the proposed TMT would be the largest of the lot, capable of peering into the hearts of other galaxies with greater clarity than the Hubble Space Telescope, Dennis Overbye at Le New York Times  reported earlier this summer.

But many Native Hawaiians and environmentalists object to the proliferation of telescopes at the top of the dormant volcano, wanting to preserve these sacred lands. "Traditionally, Native Hawaiians consider Mauna Kea to be a sacred realm inhabited by several major gods," Ilima Loomis wrote for La science in 2015. It is also an ecologically fragile region that hosts hundreds of archaeological sites.

TMT's  massive size has also been a point of contention: The structure is planned to stand some㺒 stories tall and cover roughly five acres , making it the largest building on the island of Hawaii. The hight exceeds regulations for the mountain’s special conservation district and requires an exemption from these rules for building.

As  The Associated Press reports , protestors disrupted the groundbreaking for the telescope in 2014 and brought construction to an end in 2015 after 31 demonstrators blocked the site. That same year, Hawaii’s supreme court invalidated the telescope’s permit, saying the approval process was not completed correctly. The telescope went through the processing permit again, culminating in 44 days of testimony before the state land board and a retired judge, who issued the permit.

The building permit was issued with 43 stipulations, Ilima Loomis at La science reports, including the decommissioning of three University of Hawaii telescopes currently on the mountain and barring of any future telescopes from being built at the site. The ruling also included requirements that employees of the telescope attend cultural and natural resources training as well as a requirement that as many jobs as possible will be filled by local workers.

This was one of the most difficult decisions this Board has ever made. The members greatly respected and considered the concerns raised by those opposed to the construction of the Thirty-Meter Telescope at the Mauna Kea Science Reserve, ” Suzanne Case, chair of the Land and Natural Resources board tells Loomis.

But not all are pleased with the rulings. Opponents of the telescope are currently filing appeals against the ruling, hoping that the Hawaii Supreme court will once again nullify the permit. “As daunting of a task it might be to stop construction of the TMT, we have once again been left with no choice but to resist and take matters back into our own hands," the Hawaii Unity and Liberation Institute says in a statement, according to Hawaii News Now. “Any attempts by TMT, the illegitimate State of Hawaii or the University to ascent Maunakea will be met with peaceful, non-violent resistence.”

The TMT is one of three massive ground-based telescopes planned around the world. The other two, the Giant Magellan Telescope and the European Southern Observatory’s Extremely Large Telescope will both be located in Chile. So the construction of TMT would provide greater coverage of the night sky in regions those instruments can not see.

The latest move is just the first of several legal hurdles for the TMT. If construction of the telescope suffers further delays, organizers have commenced talks about relocating the project to the Canary Islands.

About Jason Daley

Jason Daley is a Madison, Wisconsin-based writer specializing in natural history, science, travel, and the environment. His work has appeared in Discover, Popular Science, Outside, Men’s Journal, and other magazines.


The Next Generation Space Telescope

In August of 1990, the Hubble Space Telescope launched into orbit around Earth. In the following years, it provided astronomers with breathtaking images of the cosmos that changed the way we thought about the universe. But they weren’t satisfied with this telescope. Not five years after Hubble was launched, serious plans were made for The Next Generations Space Telescope, later called the James Webb Space Telescope. This telescope was designed to capture infrared light instead of visible light, like Hubble. After many heart-wrenching delays due to funding, engineering difficulties, and most recently the Coronavirus pandemic, the James Webb Space Telescope will launch on October 31, 2021. History is about to be made!

The James Webb Space Telescope, sometimes called JWST or simply Webb, is made up of three primary components. First is the spacecraft bus which faces the sun and the earth. The spacecraft bus houses the communications, power and cooling (Jordan). The second component is the sun shield, which is kite-shaped and consists of five layers of a material called Kapton (Jordan). Each layer is coated in aluminum, and the two layers closest to the sun are coated in silicon, all to reflect the heat of the sun and earth. The final piece is the telescope itself. This is comprised of the Optical Telescope Element (OTE) and the Integrated Science Instrument Module, which together are referred to as OTIS.

The James Webb Space Telescope was named after former NASA administrator from 1961-1968 James Edwin Webb. This telescope features the largest mirror of any other space telescope and is optimized for the infrared end of the light spectrum (“Planets…”). The way the telescope will settle into place is revolutionary as well. It’s sunshield and even its primary mirror will fold up in the launch vehicle and deploy once it has reached its home away from home at the second Lagrange point (“Orbit”). A telescope of this caliber does come at a significant cost, but there has been and will be sizable payouts. The James Webb Space Telescope is worth investing in because of the ties it forges between NASA and other space agencies, the innovations in engineering that have occurred during its construction and the scientific discoveries it will make.

In October, Webb will launch from Arianespace’s ELA-3 launch complex at the European Spaceport located near French Guiana. Webb truly is an international team effort. The European Space Agency is providing the launch vehicle for Webb, the Ariane 5 rocket (“The Launch”). This rocket happens to be one of the world’s most reliable launch vehicles, the Toyota of launch vehicles if you will. It has a record of 80 successful launches in a row. Besides the rocket and the associated launch services, the European Space Agency is providing two instruments for Webb, the Near-Infrared Spectrograph and the Mid-Infrared Instrument. The Canadian Space Agency has also played an important role in the development of JWST. They have provided the Fine Guidance Sensor (FGS), which will enable Webb to determine its position, locate its celestial targets, track moving targets and remain locked, with high precision, on a specific target (“Canada’s Role in Webb”). In addition to the FGS, the Canadian Space Agency will provide the Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph, which will help scientists study exoplanets. Outside of the three main space agencies involved in the Webb telescope, NASA, ESA, and CSA, “Thousands of scientists, engineers, and technicians from 14 countries, 29 U.S. states, and Washington D.C. contributed to build, test, and integrate Webb,” stated Lynn Jenner. The JWST will be a general-purpose observatory, meaning that its observing plans will be determined from competitively selected proposals presented by scientists from around the world (Jenner). International involvement in projects like the James Webb Space Telescope helps to build the relationship between the various countries. It creates a common goal to work towards and fosters communication and understanding between the individuals involved that represent their home country. In the end, international collaboration on the James Webb Space Telescope will result in a more united Earth.

After its launch in late October, JWST will travel to the second Lagrange point about 1 million miles away from Earth. Lagrange points are the places where the gravitational forces acting on an object are balanced, in other words, three objects can orbit each other while maintaining their relative positions to one another (“Orbit”). Orbiting at the second Lagrange point allows Webb’s sun shield to protect the mirrors from the light and heat of the sun and earth, and it allows Webb to stay in line with Earth as it orbits the sun. Once the telescope has reached its orbit point, it will spend the next few months setting up. Its first task will be to deploy the solar panels to power rocket thrusts that maintain its orbit. In the first week the massive sunshield will fan out and within the first fortnight the primary mirror will unfold its side panels (“Orbit”). It will take up to six months until Webb will be able to perform scientific operations.

One of the things that sets the James Webb Space Telescope apart from previous space telescopes is its complex and revolutionary engineering. The most striking engineering advancement is Webb’s primary mirror. It is nearly three times as large as Hubble’s mirror at 6.5 meters in diameter . This will give Webb about 6.25 times the collecting area that Hubble had and a greater field of view and better spatial resolution than the Spitzer Space Telescope had available (“Comparison: Webb vs Hubble”). Beryllium, a light yet strong metal used in everything from springs to jets, composes the primary mirror. Beryllium can hold its shape across a wide range of temperatures, it’s not magnetic, and it effectively conducts heat and electricity (“Mirrors”). Due to the great size of Webb’s mirror, it had to be able to fold to fit in the rocket, therefore the engineers made the mirror out of hexagonal segments. Hexagons are the best choice because they don’t leave gaps in the mirror (circular segments would), and they create a roughly circular shape. A circular mirrors is vital because it focuses the light to the center where the detectors are (“Mirrors”). An oval mirror would result in images elongated in one direction and a square mirror would send most of the light away from the central area of the mirror (“Mirrors”). In order for Webb to reach a perfect focus, tiny mechanical motors called actuators were attached to the back of the primary and secondary mirrors. “Aligning the primary mirror segments as though they are a single large mirror means each mirror is aligned to 1/10,000th the thickness of a human hair” (qtd. in Mirror). The design and development of Webb’s mirror has led to breakthroughs in engineering that will help with future telescopes and satellites.

Despite the huge importance of advancements in engineering and strengthened international ties, the most valuable thing the James Webb Space Telescope will provide us is knowledge about our universe. Over the years Hubble has been able to provide us with a slew of information, but because the space shuttle is no longer around to service it, Hubble will break down sometime in the next decade. The Hubble Space Telescope and the James Webb Space Telescope are fundamentally different. “JWST isn’t a direct successor to Hubble: Whereas Hubble is sensitive to visible wavelengths plus small bands of ultraviolet and near-infrared, JWST ranges from orange and red visible light to mid-infrared” (Clery 389). Webb’s sensitivity to infrared light will allow us to observe the first stars and galaxies in the universe. The oldest stars and galaxies are the farthest away from us because of the expansion of the universe (Reichhardt 141). However, we won’t observe these objects in their current state, but rather as they were 13.6 billion years ago when they formed (“First Light”). The speed of light is incomprehensibly fast, but it is still not infinite. This means that light from distant objects takes time to reach us. Therefore, the light that reaches us from distant stars and galaxies is 13.6 billion years old. We can’t see the “up-to-date” light because it is just beginning its long journey. Because the universe is expanding and thus space is expanding, the light traveling through that space stretches to longer wavelengths (“First Light & Reionization”). Longer wavelengths correspond to infrared light, whereas shorter wavelengths correspond to visible and ultraviolet. With the James Webb Space Telescope, we will be able to capture the light that the expansion of the universe has shifted to the red and infrared end of the spectrum. This will allow us to look at the oldest stars and galaxies in our universe, something we have never done before.

Have you ever wondered how galaxies were formed, how the chemical elements are distributed through the galaxies, or what happens when small and large galaxies collide? (“Assembly of Galaxies”). These are all questions that the Webb telescope will be able to help us answer.

By studying some of the earliest galaxies and comparing them to today’s galaxies we may be able to understand their growth and evolution. Webb will also allow scientists to gather data on the types of stars that existed in these very early galaxies. Follow-up observations using spectroscopy of hundreds or thousands of galaxies will help researchers understand how elements heavier than hydrogen were formed and built up as galaxy formation proceeded through the ages. (“Assembly of Galaxies”)

Comparison is one of the most effective ways to learn more about a subject. The JWST will allow us to compare old galaxies to new in order to learn about the process of their formation.

Another aspect of astronomy that Webb will help us to understand is the birth of stars and protoplanetary systems. Huge clouds of gas and dust called nebulae form stars and early planetary systems. Because it’s so gassy and dusty, we are unable to see the objects inside nebulae at visible wavelengths. However, since infrared light, also known as infrared radiation, is essentially heat (at least we feel it as heat), it can be detected through the gas and dust of nebulae (“Birth of Stars”). Imagine that I put my hand in a garbage bag, then took a picture using a regular camera. In the picture, I would see only the garbage bag, not my hand. Yet, if I took a picture with an infrared camera, I would see my hand, because the infrared radiation given off by my hand can be detected through the bag. With its ability to see through the gas and dust of nebulae, Webb will help scientists to answer many questions about the birth of stars and protoplanetary systems, such as how clouds of gas and dust collapse form stars, why a majority of stars form in groups, and precisely how planetary systems form (“Birth of Stars”).

Arguably, one of the most exciting areas of research in astronomy is the study of exoplanets. “When JWST was conceived, studying the atmospheres of exoplanets was not on the minds of its developers. Then in 2005, photons from the atmospheres of an exoplanet were detected for the first time using the Spitzer Space Telescope” wrote Kevin Heng, professor of astronomy and planetary science at the University of Bern. This development, known as Spectroscopy, has allowed scientists to detect the various elements and molecules that make up the atmospheres of exoplanets, and prompted changes to the design of the JWST in order to prepare it for studying exoplanets. Spectroscopy is essentially the study of matter via light. When a planet transits a star, the light passes through the planet’s atmosphere. The wavelengths of light that are absorbed in the planet’s atmosphere reflect the elements and molecules present in the atmosphere (“How Webb will Study Atmospheres”). Webb surpasses the abilities of Hubble and Spitzer to study exoplanets in two ways: First, its large mirror lets in more light which allows it to study fainter targets. Second, the instruments on Webb support a greater range of frequencies and are more sensitive than any previous telescope (Heng 86). Unfortunately, Webb does not have unlimited time, so scientists will have to carefully choose which planets they study. The easiest planets to study are gas and ice giants. The reason for this is the dip in light that happens when they transit their stars is easier to detect because of their large sizes (Heng 86). According to Heng, the JWST will be able to study “a couple hundred” ice and gas giants. This is extremely exciting because such a large sample will allow scientists to see statistical trends in their composition and properties. Gas and ice giants have what are called primary atmospheres, whereas smaller rocky planets like Earth, Mars and Venus have secondary atmospheres.

Primary atmospheres are composed of the remnant gas of the protostellar nebula used to construct the star and its orbiting exoplanets and are predominantly made of hydrogen. … Secondary atmospheres originate from the geology (or biology) of an exoplanet. … Generally, we expect secondary atmospheres to be made up of heavier elements if so, they would be more compact and thus more difficult to detect. (Heng 87)

Webb will only be able to study about 12 small, Earth-like, exoplanets. The reason for this is that small exoplanets require more telescope time, they are more difficult to detect in the first place, and the makeup of their atmospheres is harder to determine. Regardless of this limit, Webb will give us fantastic insight into all kinds of exoplanets and aid us in our quest to find life outside of Earth.

However, the James Webb Space Telescope is often criticized for its high cost and numerous delays. The original cost estimate of the telescope was $500 million dollars in 1996, and it was expected to launch in 2011 (Clery 389). Since then the launch date has been postponed several times and the cost has far exceeded the original estimate. In 2001, a report from the National Research Council priced Webb at $1 billion dollars (Cowen). Two years later the budget more than doubled to $2.2 billion. Another two years after that in 2005, staff at NASA reported that the JWST would cost $3.8 billion. Later in 2010, an independent panel predicted the final cost of Webb to be $6.5 billion dollars (Cowen). Today, the cost is capped at $8.8 billion. Daniel Clery, a science correspondent from the U.K., writes “In 2011, when NASA reported to Congress that the launch would likely slip to 2018 and the cost total more than $8 billion, the House of Representatives appropriations committee responsible for science voted to cancel the program” (Clery 389). Because of the efforts of astronomers, the JWST was not canceled. However a cap was placed on the cost of the telescope and its expenses were closely monitored from that point onward.

It is important to note that deception is common when it comes to estimating the cost of NASA projects so the committees will approve as many projects as possible. Because of this practice, the cost overruns of the James Webb Telescope are partly due to an initial underestimate of its cost. “It’s a game of lie and I’ll swear to it. The whole community talks itself into unrealistic cost estimates… Everyone knows it’s wrong. Every engineer knows it utterly without foundation, but engineers aren’t making decisions” (qtd. in Cowen) says NASA administrator Mike Griffin. Beyond the issue of an underestimated price, the Webb telescope is a highly complex tool. With its deployable sunshield and huge segmented mirror, engineers are having to do things no engineer has ever done before (Reichhardt 142). Blazing the trail doesn’t come cheap or without its difficulties. Webb has exceeded its cost estimates, but they weren’t accurate estimates in the first place, and it is a highly complex piece of technology which requires time and money to build.

Despite its high cost to NASA, the Webb telescope has led to breakthroughs in engineering, international partnerships, and will, once it launches, teach us more about the universe than any other telescope before it. With its revolutionary mirror and on-board instruments, Webb will look back in time at the oldest stars and galaxies, peer into nebulae to reveal how stars and planets form, and examine hundreds of exoplanets taking us one step closer to finding alien life. According to Heidi B. Hammel, 1/30 of NASA’s budget is allocated to the Webb Telescope and NASA’s budget itself is only about 0.5% of the federal budget (Hammel 86). While 8.8 billion dollars may seem like a lot of money, in the grand scheme of things it is a small price to pay for insight into the workings of our universe.

“Assembly of Galaxies – Webb/NASA.” James Webb Space Telescope: Goddard Space Flight Center, NASA, www.jwst.nasa.gov/content/science/galaxies.html.

“Birth of Stars and Protoplanetary Systems – Webb/NASA.” James Webb Space Telescope: Goddard Space Flight Center, NASA, www.jwst.nasa.gov/content/science/birth.html.

Clery, Daniel. “After Hubble: The Webb Telescope’s Troubled History Poses Challenges for Other Contenders to Replace the World’s Most Popular Space Telescope.” La science, vol. 348, no. 6233, 2015, pp. 386–391. JSTOR, www.jstor.org/stable/24747322. Accessed 19 Feb. 2021.

“Comparison: Webb vs Hubble Telescope – Webb/NASA.” James Webb Space Telescope: Goddard Space Flight Center, NASA, www.jwst.nasa.gov/content/about/comparisonWebbVsHubble.html.

Cowen, Ron. “Star Cents.” Actualités scientifiques, vol. 179, no. 8, Apr. 2011, pp. 22–26. EBSCOhost, doi:10.1002/scin.5591790824.

“First Light & Reionization – Webb/NASA.” James Webb Space Telescope: Goddard Space Flight Center, NASA, www.jwst.nasa.gov/content/science/firstLight.html.

Hammel, Heidi B. “Why We Should Build Webb.” Sky & Telescope, vol. 122, no. 6, Dec. 2011, p. 86. EBSCOhost, search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=aph&AN=67712431&site=ehost-live.

Heng, Kevin. “A New Window on Alien Atmospheres.” American Scientist, vol. 105, no. 2, Mar. 2017, pp. 86–89. EBSCOhost, doi:10.1511/2017.125.86.

“How Webb Will Study Atmospheres of Exoplanets”, NASA Film, 5 Feb. 2020, www.youtube.com/watch?v=jbSXBbyWsTE.

Jenner, Lynn. “NASA’s Webb Telescope Is an International Endeavor.” Nasa, 1 June 2020, www.nasa.gov/feature/goddard/2020/nasa-s-webb-telescope-is-an-international-endeavor.

Jordan, Gary. “Ep 31: The James Webb Space Telescope.” Nasa, 8 Feb. 2018, www.nasa.gov/johnson/HWHAP/the-james-webb-space-telescope.

“The Launch – Webb/NASA.” James Webb Space Telescope: Goddard Space Flight Center, NASA, www.jwst.nasa.gov/content/about/launch.html.

“Planets and Origins of Life – Webb/NASA.” James Webb Space Telescope: Goddard Space Flight Center, NASA, www.jwst.nasa.gov/content/science/origins.html.

“Orbit – Webb/NASA.” James Webb Space Telescope: Goddard Space Flight Center, NASA, www.jwst.nasa.gov/content/about/orbit.html.

Reichhardt, Tony. “US Astronomy: Is the next Big Thing Too Big?” Nature, vol. 440, no. 7081, Mar. 2006, pp. 140–143. EBSCOhost, doi:10.1038/440140a.


Coudé Instruments

Hamilton Echelle Spectrograph

Unlike most spectrographs, which spread light into a single band of color components, the Hamilton is a high-dispersion instrument, spreading light into an echelle spectrum, or ladder-like arrangement of about 80 bands. Each band represents a precise picture of a small wavelength (color) range. Together the bands create a comprehensive yet highly detailed representation of the observed object.

Occupying two rooms below the Shane dome floor, and used by both the Shane telescope (at coudé focus) and the Coudé Auxiliary Telescope (see below), the Hamilton Echelle Spectrograph is used mostly to study bright objects.

The Hamilton Echelle Spectrograph is currently used in detecting extrasolar planets, determining chemical composition of stars, and other research. In the photograph on the right, planet hunter Debra Fischer checks the iodine cell before an extrasolar planet observation. As starlight passes through this glass cell, fine iodine lines are imprinted on the stellar spectrum. The stellar lines will shift if the star has a planet, and the iodine lines serve as a stationary grid with which to measure these shifts.


The Instruments of Tomorrow

Unfortunately, all the scientific excitement in the world means nothing without the funding to back it up. There are more ideas this time around, but funding has been inconsistent since the last survey.

For Astro2020, NASA, which funds the space-based science recommendations in the decadal, is delving into more details in the planning stages than it had in previous surveys. The agency tasked the decadal survey committee with evaluating four space telescope concepts and advising which should have top priority for funding, as likely only one can be built. It’s a tough list to choose from. The Large UV/Optical/Infrared Surveyor could be a nearly 50-foot-wide telescope with 40 times the light-collecting power of the Hubble telescope, capable of peering back into the universe’s first galaxies. The Habitable Exoplanet Observatory would look much closer to home, searching for and analyzing the atmospheres of Earth-sized exoplanets in the habitable zones of stars, possibly even answering if we are alone in the universe. The Lynx X-ray observatory would study X-ray radiation that doesn’t make it to Earth’s surface, in order to detect the formation of the first black holes in the universe. And the Origins Space Telescope would peer at infrared wavelengths to study the gas clouds and the dusty discs that form planets.

The field of potential ground-based instruments for Astro2020 also is crowded. Radio astronomers are pushing for the Next Generation Very Large Array (ngVLA), as the original Very Large Array enters its fourth decade of operation. Cosmologists are clamoring for new instruments to study the cosmic microwave background, or radiation from the young universe, to unravel the mysterious period of post-Big Bang rapid universal expansion called inflation. And the committee also will reconsider the progress and value of the Thirty Meter Telescope project, a huge optical scope that has faced numerous hurdles due to its planned location on Mauna Kea, land sacred to native Hawaiians.


Construction begins on the world's first super telescope

Artist's impression of the European Extremely Large Telescope (E-ELT) in its enclosure on Cerro Armazones, a 3060-metre mountaintop in Chile's Atacama Desert. The 39-metre E-ELT will be the largest optical/infrared telescope in the world — the world's biggest eye on the sky. Operations are planned to start early in the next decade, and the E-ELT will tackle some of the biggest scientific challenges of our time. The design for the E-ELT shown here is preliminary. Credit: ESO/L. Calçada

Scientists are a step closer to understanding the inner-workings of the universe following the laying of the first stone, and construction starting on the world's largest optical and infrared telescope.

With a main mirror 39 metres in diameter, the Extremely Large Telescope (ELT), is going to be, as its name suggests, enormous. Unlike any other before it, ELT is also designed to be an adaptive telescope and has the ability to correct atmospheric turbulence, taking telescope engineering to another level.

To mark the construction's milestone, a ceremony was held at ESO's Paranal residencia in northern Chile, close to the site of the future giant telescope which will be on top of Cerro Armazones, a 3046-metre peak mountain.

Among many other representatives from industry, the significance of the project was highlighted by the attendance of the Director General of ESO, Tim de Zeeuw, and President of the Republic of Chile, Michelle Bachelet Jeria.

The ELT is being built by the European Southern Observatory (ESO), an international collaboration supported by the UK's Science and Technology Facilities Council (STFC). Oxford University scientists are playing a key role in the project, and are responsible for the design and construction of its spectrograph 'HARMONI', an instrument designed to simultaneously take 4000 images, each in a slightly different colour. The visible and near-infrared instrument will harness the telescope's adaptive optics to provide extremely sharp images.

'HARMONI' will enable scientists to form a more detailed picture of the formation and evolution of objects in the Universe. Supporting researchers to view everything from the planets in our own solar system and stars in our own and nearby galaxies with unprecedented depth and precision, to the formation and evolution of distant galaxies that have never been observed before.

Niranjan Thatte, Principal Investigator for 'HARMONI' and Professor of Astrophysics at Oxford's Department of Physics, said: 'For me, the ELT represents a big leap forward in capability, and that means that we will use it to find many interesting things about the Universe that we have no knowledge of today.

'It is the element of 'exploring the unknown' that most excites me about the ELT. It will be an engineering feat, and its sheer size and light grasp will dwarf all other telescopes that we have built to date.'

A time capsule, created by members of the ESO team and sealed at the event, will serve as a lasting memory of the research and the scale of ambition and commitment behind it. Contents include a copy of a book describing the original scientific aims of the telescope, images of the staff that have and will play a role in its construction and a poster of an ELT visualisation. The cover of the time capsule is engraved with a hexagon made of Zerodur, a one-fifth scale model of one of the ELT's primary mirror segments.

Tim DE Zeeuw, Director General of ESO, said: 'The ELT will produce discoveries that we simply cannot imagine today, and it will surely inspire numerous people around the world to think about science, technology and our place in the Universe. This will bring great benefit to the ESO member states, to Chile, and to the rest of the world.'

The ELT is set for completion in 2024, and as the visualisation images show, it is going to be 'out of this world.'


How To Use a Telescope - Galileo's First Telescope and its History

Galileo Galilee is known as the "father of telescopes" and rightly so. He is the inventor of the telescope and every telescope made after his invention follows the same principle that he used. Galileo's telescope was a primitive prototype of the telescopes that are used widely today. However, the principles he used are the very same ones still being used to this day. Galileo's telescope used two lenses – one concave and one convex – inside a tube-light shaped device. Convex lenses are those lenses whose edges curve inwards and concave lenses are lenses that have outward curves at the edge. The eyepiece in the telescope was constructed with the concave lens. Spy glasses, invented around the same time and used by militants to observe enemy activity in camps, were a major inspiration to Galileo in making his own telescope.

When two lenses are combined together, they are able to collect more light than individual lenses. This is the main principle behind Galileo's telescope. Most of the telescopes in use today, use the same principle. The human eye also works on a similar principle, but cannot collect too much light. Telescopes are able to gather more light because of the double lenses used in its construction. These lenses gather light and build an image by focusing the light at a point. Refraction is the mechanism in use to form such images. As a result, telescopes are also called refracting telescopes or refractors. The phenomenon by which the collected light bends and forms images is known as refraction.

Images were magnified by a factor of 30 in Galileo's invention. However, the shape of the lenses he used was such that his image became blurred and distorted. But no one had ever invented something so exciting with which to observe the night skies before Galileo's telescope. Galileo used his telescope to view the moon and observe it closely. He was also the one to figure out that the magnification factor of a telescope was provided by the ratio of the power of the concave lens to the power of the convex lens. So he premised that the simplest way to increase this magnification factor was to use a high power concave lens with a weaker convex lens.

In Galileo's time, there were only low strength lenses available. Due to this restriction, Galileo decided to make his own lenses. He was soon able to achieve a magnification of 9x with lenses hat he had ground himself. His telescope was fitted with his own lenses. It was just another feather in his already well-decorated cap.

As time passed, Galileo improvised on his primitive telescope, making several modifications to it. He also demonstrated his invention at the Senate of Venice, and several senators climbed the highest towers of the time to observe the horizon with Galileo's invention. They viewed the distant ships from their perches and decided that the telescope was a very useful military device.

The telescope changed the face of Astronomy and became an indispensable part of the study. Several inventors used the same principle and made telescopes of their own. Gradually over the years, the study of astronomy benefited immensely from the telescope and its uses. The same principle was employed in the construction of much more powerful telescopes that made it possible to understand our plane and its surroundings more comprehensively, all thanks to Galileo's wonderful invention.