ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

1
Содержание
том 64 / Январь, 2021
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2021-64-1-5-20

УДК 004.056.53

ЭКСТРЕМАЛЬНО БОЛЬШИЕ НАЗЕМНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ТЕЛЕСКОПЫ

Клеймёнов В. В.
Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, 197198, Российская Федерация; профессор, главный научный сотрудник


Новикова Е. В.
Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, 197198, Российская Федерация; старший научный сотрудник


Аннотация. Представлен обзор современного состояния процессов проектирования и строительства трех наземных экстремально больших телескопов — ELT, TMT, GMT, работа которых невозможна без систем адаптивной оптики. Рассмотрены современные технологии применения адаптивных оптических систем, которые будут включены в состав оптико-электронных комплексов экстремально больших телескопов.
Ключевые слова: экстремально большие телескопы, оптические телескопы, ELT, TMT, GMT, диаметр апертуры, анизопланатизм, фазовая коррекция, адаптивная оптика, лазерные опорные звезды, мультисопряженные АОС, АОС приземного слоя, мультиобъектные АОС

Список литературы:
  1. Babcock H. W. The possibility of compensating astronomical seeing // The Astronomical Society of the Pacific. 1953. Vol. 65. P. 229. DOI: 10.1086/126606.
  2. Линник В. П. О принципиальной возможности уменьшения влияния атмосферы на изображение звезды // Оптика и спектроскопия. 1957. № 4. С. 401.
  3. Hardy J. W. Adaptive Optics for Astronomical Telescopes. N. Y.: Oxford Univ. Press., 1998.
  4. Лукин В. П. Формирование оптических пучков и изображений на основе применения систем адаптивной оптики // Успехи физ. наук. 2014. Т. 184, № 6. C. 599—640.
  5. Фрид Д. Л. Гетеродинный прием оптического сигнала при атмосферных искажениях волнового фронта // ТИИЭР. 1967. Т. 55, № 1.
  6. Fried D. L. Anisoplanatism in adaptive optics // J. Opt. Soc. Amer. 1982. Vol. 72, N 1. P. 52—62.
  7. Wang J. Y. Phase-compensation optical beam propogation though atmospheric turbulence // Appl. Opt. 1978. Vol. 17. P. 16.
  8. Rigaut F. J., Ellerbroek B. L., Flicker R. Principles, limitations, and performance of multiconjugate adaptive optics // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems Technology. 2000. Vol. 4007. P. 1020—1031.
  9. Noil R. J. Zernike polinomials and atmospheriс turbulence // J. Opt. Soc. Amer. 1976. Vol. 66, N 3. P. 207.
  10. Rigaut F., Neichel B. Multiconjugate Adaptive Optics for Astronomy // Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 2020.
  11. Neichel B., Rigaut F., Vidal F., van Dam M. A. et al. Gemini multiconjugate adaptive optics system review // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2014. Vol. 440. P. 1002.
  12. d'Orgeville C., Diggs S., Fesquet V. et al. Gemini South multiconjugate adaptive optics (GeMS) laser guide star facility on-sky performance results // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems III. 2012. Vol. 8447. P. 84470X.
  13. Rigaut F. Ground conjugate wide field adaptive optics for the ELTs // European Southern Observatory Conf. and Workshop Proc. 2002. Vol. 58. P. 11.
  14. Hart M., Milton N.M., Baranec C. et al. A ground-layer adaptive optics system with multiple laser guide stars // Nature. 2010. Vol. 466. P. 727.
  15. Orban de Xivry G., Rabien S., Busoni L. et al. First on-sky results with ARGOS at LBT // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems. 2016. Vol. 9909. P. 990936.
  16. Wagner R., Helin T., Obereder A., Ramlau R. An efficient Reconstruction Method for Ground Layer Adaptive Optics with mixed Natural and Laser Guide Stars. 2015 .
  17. Guyon O., Yutaka Hayano, Motohide Tamura et al. Adaptive optics at the Subaru telescope: current capabilities and development//Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems IV. 2014. Vol. 9148. P. 91481R.
  18. Vidal F., Gendron E., Rousset G. Tomography approach for multi-object adaptive optics// JOSA A. 2010. Vol. 27. P. A253.
  19. Diolaiti E., Foppiani I., Conan J.-M. et al. MAORY E-ELT multiconjugate adaptive optics module // 2nd Intern. Conf. on Adaptive Optics for Extremely Large Telescopes, Canada. 2011. Vol. 24. P. 25—30.
  20. Lloyd-Hart M., Brusa G., Wildi F. P. et al. Lessons learned from the first adaptive secondary mirror // Proc. of SPIE. Astronomical Adaptive Optics Systems and Applications. 2003. Vol. 5169. P. 79—89.
  21. Fusco T., Sauvage J.-F., Petit C. et al. Final performance and lesson-learned of SAXO, the VLT-SPHERE extreme AO: from early design to on-sky results //Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems IV. 2014. Vol. 9148. P. 91481U.
  22. Madec P.-Y., Arsenault R., Kuntschner H. et al. Adaptive optics facility: from an amazing present to a brilliant future//Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems VI. 2018. Vol. 10703. P. 1070302.
  23. Hippler S. Adaptive optics for Extremely Large Telescopes // J. of Astronomical Instrumentation. 2019. Vol. 08, N 02. P. 1950001.
  24. Wizinowich P. Progress in laser guide star adaptive optics and lessons learned// Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems III. 2012. Vol. 8447. P. 84470D.
  25. Клеймёнов В. В., Новикова Е. В. Действующие крупногабаритные наземные оптические телескопы наблюдения за космическими объектами // Изв. вузов. Приборостроение. 2018. Т. 61, № 10. C. 827—843.
  26. Neichel B., Mouillet D., Gendron E. et al. Overview of the European Extremely Large Telescope and its instrument suite// Soci´et´e Francaise d’Astronomie et d’Astrophysique (SF2A). 2018. Dec. P. 237—244.
  27. Ghez A. Opening a New Window into the Universe//Nautilus. 2017 [Электронный ресурс]: .
  28. Redd T. N. Extremely Large Telescope: The Biggest Eye on the Sky. 2018.
  29. Tamai R., Koehler B., Cirasuolo M., Biancat-Marchet F. et al. The ESO's ELT construction status // Proc. of SPIE. Ground-Based and Airborne Telescopes VII. 2018. Vol. 10700. P. 1070014.
  30. Stroebele S., Vernet E., Brinkmann M. et al. Deformable mirrors development program at ESO // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems. 2016. Vol. 9909. P. 990908.
  31. Dutch Company to Build Support structure for Extremely Large Telescope. DE INGENIERUM. 2018.
  32. Vernet E., Cirasuolo M., Cayrel M. et al. ELT M4 — the largest adaptive mirror ever built // The Messenger. 2019. Vol. 178, Dec. P. 3, 4. DOI: 10.18727/0722-6691/5162.
  33. Biasi R., Manetti M., Andrighettoni M. et al. E-ELT M4 adaptive unit final design and construction: a progress report // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems V. 2016. Vol. 9909. P. 99097Y.
  34. Bonnet H., Biancat-Marchet F., Dimmler M. et al. Adaptive optics at the ESO ELT // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems VI. 2018. Vol. 10703. P. 1070310.
  35. Ramsay S., Casali M., Cirasuolo M. et al. Progress along the E-ELT instrumentation roadmap // Proc. of SPIE. Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy VI. 2016. Vol. 9908. P. 990806.
  36. Lombini M., Diolaiti E., Patti M. Historic evolution of the optical design of the Multi Conjugate Adaptive Optics Relay for the Extremely Large Telescope // MNRAS 000, 1–12. 2019 .
  37. Diolaiti E., Ciliegi P., Abicc R. et al. MAORY: adaptive optics module for the E-ELT // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems. 2016. Vol. 9909. P. 99092D.
  38. Davies R., Schubert J., Hartl M. et al. MICADO: first light imager for the E-ELT // Proc of SPIE. Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy VI. 2016. Vol. 9908. P. 99081Z.
  39. Davies H., Ageorges N., Barl L., Bedin R. MICADO: the E-ELT Adaptive Optics Imaging Camera .
  40. Thatte N. A., Clarke F., Bryson I., Schnetler H. The E-ELT first light spectrograph HARMONI: capabilities and modes // Proc. of SPIE. 2016. Vol. 9908. P. 99081X-1.
  41. Neichel B., Fusco T., Sauvage J.-F. et al. The adaptive optics modes for HARMONI: from classical to laser assisted tomographic AO// Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems V. 2016. Vol. 9909. P. 990909.
  42. Bertram T., Absil O., Bizenberger P. et al. Single conjugate adaptive optics for METIS // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems VI. 2018. Vol. 10703. P. 10703014. DOI: 10.1117/12.2313325.
  43. Sanders G., Gary H. The Thirty Meter Telescope (TMT): An International Observatory // J. of Astrophysics and Astronomy. 2013. Vol. 34, N 2. P. 81—86.
  44. Liu F., Sanders G. Thirty Meter Telescope project status // Proc. of SPIE. Ground-Based and Airborne Telescopes VII. 2018. Vol. 10700. P. 1070013.
  45. Ellerbroek B. A status report on the Thirty Meter Telescope adaptive optics program // J. of Astrophysics and Astronomy. 2013. Vol. 34. P. 121.
  46. Herriot G., Hickson P., Ellerbroek B. et al. NFIRAOS: TMT narrow field near infrared facility adaptive optics // Proc. of SPIE. Advances in Adaptive Optics II. 2006. Vol. 6272. P. 62720Q.
  47. Boyer C. Adaptive optics program at TMT // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems VI. 2018. Vol. 10703. P. 107030Y.
  48. Boyer C., Ellerbroek B. Adaptive optics program update at TMT // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems V. 2016. Vol. 9909. P. 990905.
  49. Simard L., Ellerbroek B., Bhatia R. et al. Thirty Meter Telescope science instruments: a status report // Proc. of SPIE. Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy VI. 2016. Vol. 9908. P. 99081V.
  50. Crane J., Herriot G., Andersen D. et al. NFIRAOS adaptive optics for the Thirty Meter Telescope // Proc. of SPIE. 2018. Vol. 10703. P. 107033V.
  51. Herriot G., Andersen D., Atwood J. et al. NFIRAOS — Multiconjugate AO System for TMT // 2nd Intern. Conf. on Adaptive Optics for Extremely Large Telescopes II. 2011.
  52. Li M., Wei K., Tang J., Jiang C. et al. The progress of TMT laser guide star facility // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems V. 2016. Vol. 9909. P. 99095Q.
  53. Quirós-Pacheco F., Schwartz D., Kaushik D. et al. The Giant Magellan Telescope phasing strategy and performance // Proc. of SPIE. Ground-based and Airborne Telescopes VII. 2018. Vol. 10700. P. 107001N.
  54. Bernstein R. A., McCarthy P. J., Raybould K., Bigelow B. Ch. An introduction to the GMT: Telescope & first generation instruments// Proc. of SPIE. Intern. Society for Optical Engineering. 2014. Vol. 9145. P. 91451C.
  55. Fanson J., McCarthy P. J., Bernstein R. et al. Overview and status of the Giant Magellan Telescope project // Proc. of SPIE. Ground-Based and Airborne Telescopes VII. 2018. Vol. 10700. P. 1070012.
  56. McLeod B., Catropa D., Durusky D. et al. The acquisition, guiding, and wavefront sensing system for the Giant Magellan Telescope // Proc. of SPIE. Ground-based and Airborne Telescopes VII. 2018. Vol. 10700. P. 107001T.
  57. Conan R., van Dam M. A., Bouchez A. H. et al. Control algorithm and performance of the active optics system of the Giant Magellan Telescope // Proc. of SPIE. Ground-Based and Airborne Telescopes VII. 2018. Vol. 10700. P. 1070034.
  58. Van Dam M. A., Bouchez A. H., Conan R. Novel tip-tilt sensing strategies for the laser tomography adaptive optics system of the GMT // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems V. 2016. Vol. 9909. P. 990965.
  59. Conan R., Bouchez A., Quiros-Pacheco F., McLeod B., Ashby D. The GMT active optics control strategies // Proc. of SPIE. Adaptive Optics Systems V. 2016. Vol. 9909. P. 99091I.
  60. Quirós-Pacheco F., Conan R., Bouchez A., McLeod B. Performance of the Giant Magellan Telescope phasing system // Proc. of SPIE. Ground-Based and Airborne Telescopes VI. 2016. Vol. 9906. P. 99066D.