Suuri zeniittikaukoputki LZT 6,0 m teleskooppi ja elohopeapeili
Large Zenith Telescope (LZT) on halkaisijaltaan 6,0 metrin teleskooppi. Se sijaitsee Brittiläisen Kolumbian yliopiston Malcolm Knappin tutkimusmetsässä, noin 70 km Vancouverista itään. Se on yksi maailman suurimmista optisista teleskoopeista ja tunnettu erityisesti siitä, että peilinä käytetään nestemäistä elohopeaa.
Toimintaperiaate
Zeniittikaukoputki voi katsoa vain suoraan ylöspäin. Tässä ratkaisussa alkuperäisen optiikan muodostaa tasaisesti pyörivä pannu, joka on täytetty nestemäisellä elohopealla. Pyörimisliikkeen vaikutuksesta elohopeyn pinnalle muodostuu luonnostaan paraboloidinen muoto, joka toimii astronomisen peilin tavoin. LZT käyttää 28 litraa elohopeaa, joka pyörii kerran 8,5 sekunnissa. Kun pinnan muoto on stabiili ja tarkka, se keskittää taivaalta tulevan valon kuvaksi.
Kuvauksen tekniikka
Zeniittiteleskoopin rajoitetun liikesuunnan vuoksi LZT toimii pääasiassa niin kutsutulla "transit-kuvauksella" (drift-scan tai Time Delay Integration -tekniikka). Maapallon pyöriminen siirtää tähtiä ja muita kohteita zeniitin yli, ja CCD-kennoa siirretään tai luetaan elektronisesti tämän liikkeen tahdissa, jolloin saadaan pitkiä, tummattomia kuvia ilman mekaanista seurantaa. Tämä menetelmä mahdollistaa suuren kentän ja tasalaatuisen kuvanoton, mutta kohteen havainnointi rajoittuu siihen hetkeen, kun kohde kulkee zeniitin kautta.
Tieteelliset käyttötarkoitukset
- Syväkenttä- ja laajat alueen kartoitukset: zeniittiteleskoopit soveltuvat hyvin tähtien ja galaksien laajojen kenttien pitkäaikaiseen kartoittamiseen.
- Ajassa muuttuvien ilmiöiden seuranta: koska sama taivaankaista tulee näkyviin uudelleen toistuvasti, LZT on hyödyllinen muuttuvien kohteiden ja transienttien etsimisessä.
- Ilmakehän ja näennäisten häiriöiden tutkimus: vakaa, hyvin tunnettu optiikka mahdollistaa myös ilmakehän näennäisten liikkeitä ja läpinäkyvyyttä käsittelevien mittausten tekemisen.
Rakenne ja historia
Teleskooppi valmistettiin vuonna 1994 käyttäen osia halkaisijaltaan kolmimetrisestä NASA Orbital Debris Observatory -teleskoopista, joka poistettiin käytöstä pari vuotta aiemmin useiden vuosien käytön jälkeen. Tällainen kierrätys vähensi valmistuskustannuksia ja nopeutti projektin toteutusta. LZT:n yksinkertainen mekaaninen rakenne ja nestemäinen peili tekivät siitä kustannustehokkaan tavan saavuttaa suuri keräinhalkaisija verrattuna kiinteisiin monolit-peileihin.
Edut ja rajoitteet
- Edut: nestemäisellä peilillä on mahdollista rakentaa suuri ja tarkka optinen pinta suhteellisen edullisesti; mekaaninen rakenne voi olla yksinkertaisempi kuin monimutkaisissa suuntauksia vaativissa teleskoopeissa.
- Rajoitteet: zeniittiteleskooppi voi tarkkailla vain suoraan yläpuolella olevaa taivaanalaa, mikä rajoittaa kohdepuiskaa ja vaatii, että kiinnostavat kohteet kulkevat zeniitin kautta. Lisäksi käyttöaika kullekin kohteelle rajoittuu transitin pituuteen kuvan kentän yli.
Ympäristö- ja turvallisuusnäkökohdat
Elohopean käyttö tuo mukanaan ympäristö- ja työturvallisuushaasteita. Sen vuoksi LZT:n kaltaiset laitokset toteuttavat tiukkoja säiliö-, ilmanvaihto- ja puhdistusjärjestelmiä sekä varotoimia mahdollisten vuotojen varalta. Modernit tutkimushankkeet pohtivatkin vaihtoehtoja tai parannuksia, jotka vähentävät raskasmetallien riskejä.
Päätelmä
LZT edustaa kiinnostavaa kompromissia suuren halkaisijan ja kustannustehokkuuden välillä: se näyttää, miten nestemäiset peilit voivat avata uusia mahdollisuuksia laajoihin taivaan kartoituksiin ja pitkäaikaisseurantoihin, vaikka niiden käyttö on sidottu zeniitin tarkkailuun ja vaatii erityishuomiota turvallisuuteen.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Missä sijaitsee Suuri Zenit-teleskooppi?
V: Large Zenith Telescope sijaitsee Brittiläisen Kolumbian yliopiston Malcolm Knappin tutkimusmetsässä, noin 70 km Vancouverista itään.
K: Kuinka suuri Large Zenith Telescope on?
V: Large Zenith Telescope on halkaisijaltaan 6,0 metriä, mikä tekee siitä yhden maailman suurimmista teleskoopeista.
K: Mikä on zeniittiteleskooppi?
V: Zeniittikaukoputki on kaukoputken tyyppi, joka pystyy katsomaan vain suoraan ylöspäin.
K: Mitä Large Zenith Telescope käyttää valon keräämiseen ja keskittämiseen?
V: Large Zenith Telescope käyttää peiliä, joka on nestemäisellä elohopealla täytetty, tasaisesti pyörivä pannu valon keräämiseksi ja tarkentamiseksi.
K: Miksi pyörivä elohopeapeili on halvempi ja parempi kuin perinteinen peili?
V: Pyörivä elohopeapeili voidaan tehdä paljon suuremmaksi ja halvemmaksi kuin tavanomainen peili, mikä tarkoittaa, että se kerää paljon enemmän valoa.
K: Mihin suurta zeniittiteleskooppia käytetään?
V: Large Zenith Telescope -teleskooppia käytetään "transit-kuvaukseen", mikä tarkoittaa sitä, että maapallon pyöriminen siirtää tähtiä teleskoopin ohi, ja kuvia voidaan ottaa liikuttamalla anturia elektronisesti tämän liikkeen tahdissa.
K: Mistä Large Zenith Telescope on valmistettu?
V: Large Zenith Telescope valmistettiin vuonna 1994 käyttäen osia halkaisijaltaan kolmen metrin kokoisesta NASA Orbital Debris Observatory -teleskoopista, joka poistettiin käytöstä pari vuotta aiemmin useiden vuosien käytön jälkeen.
