co robi Teleskop słoneczny Inouye, czego nie robią inne teleskopy?
Teleskop słoneczny Daniel K. Inouye z NSF jest przełomowy pod wieloma względami. Jego 13-metrowe główne lustro zbierze więcej światła słonecznego niż jakikolwiek inny teleskop słoneczny na świecie. Oznacza to, że da nam najwyższą rozdzielczość, najostrzejsze zdjęcia słońca, jakie kiedykolwiek zrobiono. Teleskop słoneczny Inouye wykorzystuje połączenie unikalnej konstrukcji teleskopu „pozaosiowego”w celu zmniejszenia rozproszonego światła i najnowocześniejszych technik pomiaru światła filtrowanego przez pola magnetyczne słońca, aby uzyskać pierwsze bieżące pomiary pól magnetycznych w atmosferze naszego Słońca, czyli „korony”.
w szczególności teleskop zapewni codzienne pomiary wewnętrznej korony słońca, regionu normalnie obserwowalnego tylko podczas zaćmienia Słońca. Dostarczanie tego typu spolaryzowanych danych w atmosferze Słońca pozwala naukowcom badać jego pole magnetyczne w podstawowej skali, w jakiej zachodzą procesy fizyczne. Jest to kluczowe w lepszym zrozumieniu, w jaki sposób pola magnetyczne są tworzone i niszczone. Zrozumienie tych procesów jest niezbędne dla zapewnienia platformy dla rozwoju nowego i ulepszonego oprzyrządowania, ponieważ nadal dowiadujemy się więcej o naszej gwieździe.
po co nam Teleskop słoneczny Inouye?
żyjemy w atmosferze gwiazdy, Słońca. Ma ogromny wpływ na nasze życie, wpływając na wszystko, od jedzenia, które jemy, po technologię, na której polegamy. Teleskop słoneczny Inouye jest kluczem do zrozumienia fizyki słońca, co napędza słońce i jak ono ewoluuje. Teleskop umożliwi naukowcom badanie pola magnetycznego Słońca w sposób, jakiego nie miał wcześniej żaden inny teleskop słoneczny. Wiemy, że pole magnetyczne jest istotną częścią dynamicznego zachowania Słońca, ale wciąż nie wiemy, jak zmienia się ten magnetyzm. Zrozumienie tego jest kluczowe w przewidywaniu, jak słońce zachowało się w przeszłości, jak zachowa się w przyszłości i jakie będzie miało skutki. Poza tym, to, czego nauczymy się z teleskopu słonecznego Inouye, pomoże nam zrozumieć, jak słońce i inne gwiazdy wpływają na klimat ich planet w długich skalach czasowych, skalach czasowych kosmosu.
po co teleskopy potrzebują dużych luster? Dlaczego więcej światła jest lepsze?
większe lustro jest lepsze z tego samego powodu, dla którego źrenice stają się większe w ciemności. Im większe źrenice, tym więcej światła wychwytują. Pomaga to zobaczyć najlepiej, jak to możliwe w warunkach, w których światło jest ograniczone. W podobny sposób działają większe lustra i otwory w teleskopach. Łapią więcej światła, aby pomóc nam zobaczyć bardzo słabe i odległe obiekty. Dzięki teleskopowi Słonecznemu Inouye każdy promień światła jest cenny. Światło słoneczne jest podzielone między wiele instrumentów, dzięki czemu możemy zbierać dane na wiele różnych sposobów w tym samym czasie.
dlaczego nie powiększyliśmy lustra, żeby zobaczyć jeszcze więcej?
zbieranie światła słonecznego oznacza zbieranie dużej ilości ciepła! Jednym z głównych wyzwań technologicznych teleskopu słonecznego Inouye jest radzenie sobie z ciepłem. Powiększenie lustra oznacza zbieranie więcej światła słonecznego, a tym samym jeszcze więcej ciepła! Rozmiar lustra Obserwatorium-prawie 14 stóp-zapewnia dobrą równowagę między kontrolowaniem wyzwań związanych z ogrzewaniem, a dostarczaniem nam niesamowitych danych. Jak to jest, zwierciadło główne ma siedem razy większą powierzchnię niż następny największy teleskop słoneczny!
jak badanie słońca mówi nam o właściwościach innych gwiazd?
słońce jest jedyną gwiazdą w całym wszechświecie, której powierzchnię możemy obecnie zobaczyć w każdym szczególe. Jest na tyle blisko nas na Ziemi, że możemy zobaczyć jej plamy słoneczne i włókna, jej rozbłyski i erupcje. Oczywiście słońce jest tylko jedną z miliardów gwiazd, ale uczenie się tego, co możemy od Słońca, pomaga nam zrozumieć fizyczne właściwości innych gwiazd, takie jak ich magnetyzm, atmosfera i poziomy aktywności gwiazd.
po co budować na Haleakalu?
Haleakalā to wysoko położony wulkan tarczowy otoczony Oceanem. Ta wyjątkowa Geografia oferuje miejsce 10,023 stóp nad chmurami, z czystym błękitnym niebem i stabilną atmosferą, która jest stosunkowo wolna od kurzu. Haleakalā szczególnie szczególne miejsce dla astronomii słonecznej. Wiatry te przynoszą chłodne powietrze z północnego wschodu i zapewniają optymalny przepływ wiatru nad górą. Wiatry są laminarne, lub gładkie, z niskim poziomem turbulencji. Turbulencje spowodowane ciągle zmieniającą się pogodą ziemi zakłócają promienie świetlne z chwili na chwilę. To zniekształcenie powoduje migotanie odległych gwiazd. Ale gwiazdy nie „migoczą” tak samo na Haleakalā.
jak dostali teleskop do kopuły?
the Telescope Mount Assembly (TMA) – górny koniec teleskopu słonecznego Inouye – został zaprojektowany i zbudowany przez Ingersoll Machine Tools, producenta Z Rockford w stanie Illinois. TMA został zbudowany od podstaw w zakładzie w Ingersoll. Po przetestowaniu i znalezieniu zgodności z wymaganymi specyfikacjami, TMA został zdemontowany i przetransportowany przez ocean na Hawaje. części TMA zostały podniesione do kopuły za pomocą windy hydraulicznej na zewnątrz obiektu. Jak statek w butelce, TMA został ponownie złożony wewnątrz kopuły.
jak tak precyzyjnie pokrywają lustro?
główne lustro ma bardzo cienką (około tysięczną grubość ludzkiego włosa!) powłoka aluminiowa, która zapewnia wysoce refleksyjną powierzchnię do zbierania cennych cząstek światła. Aby zapewnić równomierne rozprowadzenie światła, lustro musi być pokryte bardzo precyzyjnie. Po pierwsze, lustro jest czyszczone w kilku etapach, które obejmuje łagodne mycie mydłem, a następnie peeling chemiczny i płukanie kwasem. Następnie, po dokładnym spłukaniu wodą dejonizowaną, szkło suszy się wycieraczkami do pomieszczeń czystych i otrzymuje ostateczny bufor czystym etanolem. Na końcowym etapie czyszczenia niewielka ilość gazu argonowego jest wprowadzana do komory powlekania w celu wytworzenia plazmy, która jonowo czyści lustro. Po oczyszczeniu i sprawdzeniu aluminium jest powoli podgrzewane, aż do momentu upłynnienia, a następnie odparowania. Opary aluminiowe wypełniają komorę powlekania i pokrywają wszystko na swojej drodze, w tym powierzchnię lustrzaną i ściany komory. W ciągu zaledwie około 15 sekund uzyskuje się wymaganą grubość i lusterko główne jest aluminiowane!
Jak mierzyć linie pola magnetycznego tylko przez zbieranie światła?
podobnie jak na Ziemi, linie pola magnetycznego na słońcu są niewidoczne, więc nie możemy ich bezpośrednio obserwować. Jednak atmosfera słoneczna składa się ze zjonizowanych lub naładowanych gazów zwanych plazmą, które splatają się z słonecznymi polami magnetycznymi w całej atmosferze słonecznej. Plazma emituje światło, które jest filtrowane przez pole magnetyczne. Instrumenty teleskopu słonecznego Inouye obserwują emitowane światło i mierzą, jak bardzo jest ono spolaryzowane. Korzystając z fizyki i matematyki, naukowcy mogą następnie obliczyć siłę i kierunek pola magnetycznego w pobliżu miejsca, w którym emitowane było światło.
jak zdjęcia słońca dają nam dane o jego właściwościach?
obrazy ze słońca są zbierane za pomocą wyspecjalizowanych kamer, które pozwalają tylko na pewne długości fal lub kolory światła do kamer. Wiemy, że pewne długości fal są wytwarzane przez plazmę o określonych temperaturach i wysokościach w atmosferze Słońca. Dlatego cechy, które obserwujemy w tych długościach fal, można założyć, że są to Temperatury i wysokości. Na przykład, wiemy, że ciemna plama na obrazie H-alfa oznacza, że prawdopodobnie będzie tam chłodny Gaz, pochłaniający światło, które próbujemy uchwycić, i sprawiający, że ta plama będzie ciemna. Badając różnice w jasności obrazu i sposób, w jaki obraz zmienia się w czasie (np. sekwencja wideo), możemy uzyskać szczegółowe zrozumienie dynamiki zachodzącej na słońcu.
kto będzie korzystał z teleskopu słonecznego Inouye?
naukowcy z całego świata będą mogli ubiegać się o obserwacje za pomocą teleskopu słonecznego Inouye. Jednak teleskop będzie obsługiwany tylko przez zespół ekspertów „operatorów teleskopów” i naukowców. Operatorzy otrzymują wskazówki na temat tego, co należy obserwować, kiedy i w jaki sposób, od „Komitetu ds. alokacji czasu” lub TAC – grupy ekspertów w dziedzinie badań nad energią słoneczną zarówno z NSO, jak i z całej szerszej społeczności naukowej zajmującej się energią słoneczną. TAC dokonuje przeglądu zastosowań naukowców zajmujących się energią słoneczną i nadaje im priorytet przy użyciu szerokiej gamy czynników.
jak światło przedostaje się przez teleskop?
pierwszą rzeczą, jaką przychodzące światło zobaczy, jest główne lub „pierwotne” lustro. Jest to duże, 4-metrowe lustro, z którego słynie Inouye. Następnie światło skupia się na bardzo gorącym punkcie, w którym umieszczony jest „heat stop”. Jest to istotny element systemu, który odrzuca większość ciepła, dzięki czemu można bezpiecznie przepuścić resztę światła do systemu bez uszkodzenia delikatnej optyki. Światło jest przepuszczane przez teleskop za pomocą kilku niezbędnych luster, które przygotowują światło dla kamer Inouye ’ a. Światło kierowane jest w dół do instrumentu lub laboratorium „Coudé”, gdzie jest starannie dzielone za pomocą optyki dystrybucji instrumentów lub Fido. FIDO składa się z serii specjalistycznych optyki, takich jak rozsiewacze wiązek, okna i lustra. Poprzez ułożenie tych narzędzi optycznych na różne sposoby, różne części przychodzącego światła słonecznego trafiają do różnych aparatów naukowych.
jak zapobiegają topnieniu lub deformacji luster?
skierowanie 13-metrowego (4-metrowego) lustra bezpośrednio na słońce stwarza wiele wyzwań, z których najważniejsze to kontrolowanie ciepła. Wymaga to innowacyjnych strategii chłodzenia, aby uniknąć uszkodzenia delikatnego sprzętu teleskopowego i luster. Ponad siedem mil rurociągów rozprowadza chłodziwo w całym Obserwatorium. Chłodziwo-dynalen-jest częściowo chłodzone przez lód, który powstaje w Obserwatorium w nocy. Chłodziwo rozprowadzane jest po całym Obserwatorium i doprowadzane jest z tyłu dwóch pierwszych luster – tych najbardziej podatnych na wysokie temperatury.