Suur Zenithi teleskoop (LZT): 6,0 m vedela elavhõbeda peegel, transiit

Suur Zenithi teleskoop (LZT) on 6,0 meetri läbimõõduga teleskoop. See asub Briti Kolumbia Ülikooli Malcolm Knapp Research Forest'is, umbes 70 km Vancouverist ida pool. See on üks suurimaid optilisi teleskoope maailmas ja eristub tavapärasest konstruktsioonist oma vedela peegli tõttu.

Konstruktsioon ja tööpõhimõte

Zeniitteleskoop suudab vaadata ainult otse ülespoole ehk zeniti suunas. Selle asemel, et kasutada tahket lihast peeglit, kasutatakse LZT-s pöörlevat, vedela elavhõbedaga täidetud kaussi. Kui vedel elavhõbe pöörleb ühtlase angularkiirusega, tekib vedeliku pinnale parabolaarne kujutis, mis toimib optilise peegli ehk primaarpeeglina.

Peegel: LZT kasutab umbes 28 liitrit elavhõbedat, mis pöörleb iga 8,5 sekundi järel. Pöörlemisel kujuneb täpne parabool, mis koondab langeva valguse teleskoobi fookusse.
Fookus ja sensor: Koondatud valgus suunatakse teleskoobi primaarfookusesse, kus paikneb tuntud CCD-kaamera. Pildistamisel kasutatakse elektroonilist jälitamist, mis kompenseerib Maa pöörlemise põhjustatud taevakehade liikumist.

Kasutamismeetod — transiitpildistamine

LZT-d kasutatakse peamiselt nn "transiitpildistamiseks" ehk drift-scan tehnika jaoks. See tähendab, et Maa pöörlemine viib tähed ja muud objektid mööda teleskoobi vaatevälja ning CCD-sensori loetust liigutatakse sama kiirusega, et kujutis ei läheks uduseks. Seda meetodit nimetatakse sageli ka time-delay integration (TDI) või drift-scan pildistamiseks.

Põhiline eelis on see, et ühe vaatlussessiooni ajal saab pidevalt kaardistada laiut riba taevast, kogudes sügavat fotomeetrilist ja astromomeetrilist informatsiooni.
Transiitmeetod sobib suurepäraselt taevakehade statistilisteks uuringuteks — näiteks tähtede, galaktikate ja muutuvate objektide loendamiseks ning kaugemaid objekte paljastavate sügavpiltide tegemiseks.

Eelised ja piirangud

Eelised: vedela peegli tootmine on oluliselt soodsam ja lihtsam kui suure tahke peegli valmistamine, võimaldades suurema apertuuriga instrumente odavamalt ehitada; suur valguskogumismaht võrreldes väiksemate teleskoopidega.
Piirangud: sellised teleskoobid näevad ainult zeniti piirkonda — neid ei saa suvalisse taevapunkti suunata; mõningaid vaatlustüüpe, mis nõuavad jälgimist või suunamist, ei ole võimalik teostada; elavhõbeda kasutamise tõttu on vajalikud ranged keskkonna- ja ohutusmeetmed.

Ajalugu ja ehitus

Teleskoop valmistati 1994. aastal, kasutades NASA Orbital Debris Observatory kolmemeetrise läbimõõduga teleskoobi osi, mis paar aastat varem pärast mitmeaastast kasutamist kõrvaldati. LZT projekt sündis ideest ehitada suhteliselt odav, suur apertuuriga instrument, mis võimaldaks teha süva- ja laiaulatusega taevasurveid ning katsetada vedela peegli tehnoloogiat tööstuslikus mastaabis.

Teaduslikud rakendused ja tulemused

Kuigi LZT ei sobi kõigi tüüpi uurimusteks, on selle tugevused ilmnendanud end mitmetes valdkondades:

laiad süvakaardistused galaktikate ja tähtede loendamiseks;
muutuvate objektide (näiteks muutuvad tähed, asteroidid, võimalikud supernoovad) leidmine drift-scan vaatlustel;
statistilised uuringud taevakehade jaotuse ja värvi kohta ning kosmoloogilised rakendused, kus on tähtis suur pindala ja sügavus.

Keskkond ja ohutus

Elavhõbe on toksiline raskemetall, mistõttu LZT kasutusel on rakendatud mitmed ohutus- ja kogumismeetmed: peegli suletud kauss, aurukogumissüsteemid, monitorid ning spetsiaalsed eemaldamis- ja taaskasutusprotseduurid. Telerkoobi paigutamisel metsasesse uurimisaladeseesse arvestatakse ka kohalikku elukeskkonda ja nõudeid teadusasutuste poolseks ohutusjärelevalveks.

Praegune olukord

LZT on olnud väärtuslik proovikivi vedelpeegli-tehnoloogia ja transiitpildistamise rakendamisel. Sarnaselt teistele vedelate peeglitega teleskoopidele on selle põhiline unikaalsus ja piirang seotud liikuva vaatevälja vajadusega ning keskendumisega zenitile. Selliseid instrumente hinnatakse eelkõige nende kuluefektiivsuse ja võime poolest katta suuri taevaalasid sügava tundlikkusega.

Küsimused ja vastused

K: Kus asub Suur Zeniti teleskoop?

V: Suur Zenithi teleskoop asub Briti Kolumbia Ülikooli Malcolm Knapp Research Forest'is, umbes 70 km Vancouverist ida pool.

K: Kui suur on Large Zenith Telescope?

V: Large Zenith Telescope'i läbimõõt on 6,0 meetrit, mis teeb sellest ühe suurima teleskoobi maailmas.

K: Mis on zenitteleskoop?

V: Zeniitteleskoop on selline teleskoop, mis suudab vaadata ainult otse ülespoole.

K: Millega kogub ja fookustab Suur Zenitteleskoop valgust?

V: Suur Zenitteleskoop kasutab valguse kogumiseks ja fookustamiseks peeglit, mis on sujuvalt pöörlev, vedela elavhõbedaga täidetud pann.

K: Miks on pöörlev elavhõbepeegel odavam ja parem kui tavaline peegel?

V: Pöörlev elavhõbepeegel saab teha palju suuremaks ja odavamaks kui tavaline peegel, mis tähendab, et see kogub palju rohkem valgust.

K: Milleks kasutatakse suurt zenitteleskoopi?

V: Suur Zenitteleskoopi kasutatakse "transiidipildistamiseks", mis tähendab, et Maa pöörlemine liigutab tähti teleskoobist mööda ja pilte saab teha, liigutades sensorit elektrooniliselt koos selle liikumisega.

K: Millest valmistati Suur Zenitteleskoop?

V: Large Zenith Telescope valmistati 1994. aastal, kasutades NASA Orbital Debris Observatory kolmemeetrise läbimõõduga teleskoobi osi, mis oli paar aastat varem pärast mitmeaastast kasutamist pensionile saadetud.