El BTA-6 ( ruso : Большой Телескоп Альт-азимутальный , romanizado : Bolshoi Teleskop Alt-azimutalnyi , iluminado. ' Gran Telescopio Altacimutal ') es un telescopio óptico de apertura de 6 metros (20 pies) en el Observatorio Astrofísico Especial ubicado en Zelechuksky. Distrito de Karachay-Cherkessia en el lado norte de las montañas del Cáucaso en el sur de Rusia.
El BTA-6 alcanzó su primera luz a finales de 1975, convirtiéndose en el telescopio más grande del mundo hasta 1990, cuando fue superado por el parcialmente construido Keck 1. Fue pionero en la técnica, ahora estándar en los grandes telescopios astronómicos, de utilizar una montura altazimutal con un desrotador controlado por computadora.
Por diversas razones, el BTA-6 nunca ha podido funcionar cerca de sus límites teóricos. Los primeros problemas con el vidrio del espejo mal fabricado se abordaron en 1978, lo que mejoró, pero no eliminó, el problema más grave. Pero debido a su ubicación a sotavento de numerosos picos montañosos de gran tamaño, la visibilidad astronómica rara vez es buena. El telescopio también sufre graves problemas de expansión térmica debido a la gran masa térmica del espejo y de la cúpula en su conjunto, que es mucho más grande de lo necesario. Se han realizado mejoras a lo largo de la historia del sistema y continúan hasta el día de hoy.
Durante muchos años, el principal observatorio de clase mundial en la Unión Soviética fue el Observatorio Pulkovo , en las afueras de San Petersburgo , construido originalmente en 1839. Como muchos observatorios de su época, se dedicaba principalmente al cronometraje, la meteorología, la navegación y tareas prácticas similares, con un papel secundario para la investigación científica. Alrededor de su 50 aniversario se instaló un nuevo telescopio de 76 cm, entonces el más grande del mundo, para la observación del espacio profundo. Las actualizaciones posteriores fueron limitadas debido a una variedad de factores, mientras que una serie de instrumentos mucho más grandes se construyeron en todo el mundo durante las siguientes décadas.
En la década de 1950, la Academia Soviética de Ciencias decidió construir un nuevo telescopio que permitiera una observación del espacio profundo de primera clase. El trabajo de diseño comenzó en Pulkovo en 1959 bajo la dirección del futuro ganador del Premio Lenin, Bagrat K. Ioannisiani . Con el objetivo de construir el telescopio más grande del mundo, un título que durante mucho tiempo ostentó el Telescopio Hale de 200 pulgadas (5 m) en el Observatorio Palomar , el equipo se decidió por un nuevo diseño de 6 m (236 pulgadas). Este es aproximadamente el tamaño máximo que puede tener un espejo sólido sin sufrir una distorsión importante cuando se inclina.
La resolución angular teórica de un telescopio se define por su apertura, que en el caso de los 6 m del BTA conduce a una resolución de aproximadamente 0,021 segundos de arco. Los efectos atmosféricos superan esto, por lo que se vuelve importante ubicar instrumentos de alta resolución a grandes altitudes para evitar la mayor cantidad de atmósfera posible. El sitio de Pulkovo, a 75 m sobre el nivel del mar, simplemente no era adecuado para un instrumento de alta calidad. Mientras se diseñaba el BTA, también se diseñó otro instrumento, el radiotelescopio RATAN-600 . Se decidió que los dos instrumentos deberían ubicarse juntos, lo que permitió la construcción de un solo sitio para albergar a las tripulaciones. Para seleccionar el sitio, se enviaron dieciséis expediciones a varias regiones de la URSS, y la selección final fue en las montañas del Cáucaso Norte cerca de Zelenchukskaya a una altura de 2.070 m. [1] En 1966, se formó el Observatorio Astrofísico Especial para albergar el BTA-6 y el RATAN-600.
El primer intento de fabricar el espejo primario lo realizó la planta de vidrio óptico Lytkarino , cerca de Moscú. El vidrio se recoció demasiado rápido, lo que provocó la formación de grietas y burbujas, lo que hizo que el espejo fuera inútil. Un segundo intento tuvo mejores resultados y se instaló en 1975. Las primeras imágenes del BTA se obtuvieron en la noche del 28 al 29 de diciembre de 1975. Después de un período de rodaje, el BTA se declaró plenamente operativo en enero de 1977. [1]
Sin embargo, estaba claro que el segundo espejo era apenas un poco mejor que el primero y contenía importantes imperfecciones. Los equipos comenzaron a bloquear partes del espejo usando grandes trozos de tela negra para cubrir las áreas más ásperas. [2] Según Ioannisiani, el espejo primario dirigía solo el 61% de la luz entrante hacia un círculo de 0,5 segundos de arco y el 91% hacia uno con el doble de diámetro. [3]
Casi inmediatamente después de su inauguración, comenzaron a circular rumores en Occidente de que algo iba muy mal con el telescopio. No pasó mucho tiempo hasta que muchos lo descartaron como un elefante blanco , tanto que incluso se habló de él en el libro de James Oberg de 1988 Uncovering Soviet Disasters . [4]
En 1978 se instaló un tercer espejo, con una figura mejorada y sin grietas. [2] Aunque esto mejoró los problemas principales, una serie de cuestiones no relacionadas continuaron degradando seriamente el rendimiento general del telescopio. En particular, el sitio está a sotavento de varios otros picos en el Cáucaso, por lo que la visibilidad astronómica del sitio rara vez es mejor que una resolución de un segundo de arco, y cualquier cosa por debajo de los 2 segundos de arco se considera buena. [3] En comparación, la mayoría de los sitios astronómicos principales tienen una visibilidad promedio por debajo de un segundo de arco. [2] En condiciones favorables, el ancho del disco de visibilidad ( FWHM ) es de aproximadamente 1 segundo de arco durante el 20% de las noches de observación. [5] El clima es otro factor significativo; en promedio, la observación se lleva a cabo en menos de la mitad de las noches a lo largo del año. [3]
Tal vez el problema más molesto sea la enorme masa térmica del espejo primario, del telescopio en su conjunto y de la enorme cúpula. Los efectos térmicos son tan significativos en el espejo primario que este puede tolerar sólo un cambio de 2 °C al día y aun así mantener una temperatura utilizable. Si las temperaturas del espejo primario y del aire exterior difieren incluso en 10 grados, las observaciones se vuelven imposibles. El gran tamaño de la cúpula en sí implica que existen gradientes térmicos en su interior que agravan estos problemas. La refrigeración dentro de la cúpula compensa algunos de estos problemas. [3]
Las técnicas de interferometría de moteado permiten hoy en día una resolución limitada por difracción de 0,02 segundos de arco de objetos de magnitud 15 en buenas condiciones de visibilidad ( el interferómetro de moteado basado en EMCCD , la cámara PhotonMAX-512B, se utiliza activamente desde 2007). "A diferencia de la óptica adaptativa, que hoy en día es eficaz principalmente en el infrarrojo, la interferometría de moteado se puede utilizar para observaciones en las bandas visible y ultravioleta cercana. Además, la interferometría de moteado se puede realizar en malas condiciones atmosféricas, mientras que la óptica adaptativa siempre necesita el mejor viewing". [6]
Los astrónomos del SAO planearon abordar uno de los principales problemas con un nuevo espejo hecho de vitrocerámica de expansión ultrabaja Sitall , pero no hay registros de que esta actualización se haya llevado a cabo. Con un espejo primario Sitall sería posible reducir el espesor de 65 a 40 cm, lo que reduciría la inercia térmica. [7]
En 2007, el espejo operativo, el tercero que se fabricó, se había corroído gravemente por el uso de ácido nítrico para neutralizar los disolventes alcalinos utilizados para limpiar el vidrio antes de aplicar una nueva capa de aluminio reflectante . Se necesitaba una revisión importante para volver a pulir el espejo, pero esto habría reducido el apretado programa de observación. En cambio, el segundo espejo, abandonado debido a imperfecciones pero que permaneció almacenado durante todo el tiempo, fue devuelto a Lytkarino para su reacondicionamiento. [2] [8] En 2012, una fresadora eliminó 8 mm de vidrio de la superficie superior, llevándose consigo todas las imperfecciones ópticas. Se suponía que el trabajo finalizaría en 2013, [9] pero se retrasó debido a la falta de fondos. El espejo finalmente se completó en noviembre de 2017, y el reemplazo del espejo se llevó a cabo en mayo de 2018. [10] Sin embargo, se descubrió que el espejo renovado seguía siendo inadecuado y, después de unos meses de pruebas, se decidió reemplazarlo por el espejo anterior.
El primario del BTA es un espejo de 605 cm f/4. Se trata de un primario relativamente lento en comparación con instrumentos similares; el Hale es un 5 mf/3,3. La óptica del telescopio es de diseño Cassegrain , aunque sin el foco de estilo Cassegrain tradicional. Debido a su gran primario, la escala de la imagen en el foco principal es de 8,6 segundos de arco por milímetro, [3] aproximadamente lo mismo que el foco Cassegrainiano de un telescopio de 4 m.
Cuando se trabaja en el foco principal, se utiliza un corrector de coma de Ross. El campo de visión, con coma y astigmatismo corregidos a un nivel de menos de 0,5 segundos de arco, es de unos 14 minutos de arco. Se necesitan unos tres o cuatro minutos para cambiar de un foco a otro, lo que permite utilizar varios conjuntos de instrumentos diferentes en un corto período de tiempo. [5]
BTA-6 está encerrado en una enorme cúpula, de 53 m de altura en la cima y 48 m de altura desde la base cilíndrica en la que se asienta. [5] La cúpula es mucho más grande de lo necesario y hay un espacio de 12 m entre el telescopio y la cúpula.
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