Na vývoji prvního ryze českého fluorescenčního teleskopu se podíleli i olomoučtí vědci z Univerzity Palackého, kteří ve společné laboratoři optiky spojili síly s Fyzikálním ústavem Akademie věd ČR (AV ČR) a s japonskými specialisty.
V projektu FAST (The Fluorescence detector Array of Single-pixel Telescopes) odborníci vyvíjeli novou generaci zrcadlových segmentů, které by měly stejný optický výkon jako stávající teleskopy a současně by se snížily výrobní náklady.
Pro získání dostatečné statistiky zachycení primárních kosmických vysokoenergetických částic je plocha argentinské observatoře o rozměru tři tisíce kilometrů čtverečních nedostačující, vznikla proto poptávka po vybudování větší. Obrovské pole teleskopů by v budoucnosti pokrylo plochu přibližně 150 tisíc kilometrů čtverečních.
Vědcům se nabízí spolupráce s globální observatoří pro detekci vysokoenergetického kosmického záření, která by kombinovala všechny stávající techniky. Navíc zmiňuje projekt FAST jako kandidáta pro spolupráci na dodání fluorescenčních teleskopů, jež by byly schopné pokrýt obrovské pole.
„Olomoucký typ fluorescenčního teleskopu vychází ze standardní koncepce Schmidtovy komory, má zorné pole 30 krát 30 stupňů a odpovídá tak parametrům stávajících velkých teleskopů. Autorem jeho designu je Miroslav Palatka,“ říká Dušan Mandát ze společné laboratoře optiky.
Nobelova cena a praxe
Vědcům se podařilo splnit přání nositele Nobelovy ceny za fyziku Jamese Cronina, jenž v dopise kolaboraci FAST v roce 2016 píše: „Doufám, že se vám podaří přenést fluorescenční detektor s jedním pixelem do praxe.“
Olomoucká revoluční koncepce teleskopu s novými zrcadlovými segmenty a systémy pro kontrolu nabírání dat umožňuje jednoduchou přepravu v klasickém lodním kontejneru i snadnou instalaci v místě bez infrastruktury. Překvapivým bonusem je možnost téměř úplné recyklace po skončení životnosti teleskopu.
Čeští výzkumníci zúročili při tvorbě teleskopu zkušenosti, které získali při výrobě optických segmentů pro nejrůznější observatoře ze všech koutů světa i pro Evropskou organizaci pro jaderný výzkum (CERN). Svým řešením nahradili původně zvolený koncept japonsko-amerických partnerů, který počítal s využitím Fresnelových čoček. Pro projekt FAST navrhli koncepci refraktivní optiky s využitím zrcadel a zjednodušili původní koncept zredukováním devíti segmentů na čtyři.
„Pohybujeme se ovšem nyní na hraně našich možností, protože zařízení, ať to jsou obráběcí stroje, nebo vakuová komora, kde jsme schopni vrstvit skleněné substráty pro teleskop, mají limit do průměru jednoho metru,“ dodává k náročnosti projektu Dušan Mandát.
Částice budou pozorovat stereo
V Argentině vědci plánují vytvořit trojúhelníkovou síť teleskopů, vzdálených od sebe přibližně 15 kilometrů. To jim umožní stereopozorování primárních částic, které vstoupí do atmosféry a začnou generovat sekundární fluorescenční záření.
Před zahájením pozorování dálkově ovládaný teleskop otevře kryt a zpřístupní UV filtr, který propouští pouze fluorescenční záření o určité vlnové délce, v tomto případě od 300 do 450 nm.
To dopadá na modifikovanou Schmidtovu komoru, tedy sférická zrcadla, která promítají částicemi generované fluorescenční záření na kameru složenou ze čtyř dvaceticentimetrových fotonásobičů, jež zaznamenává signál probíhající v čase.
Při detekci tří teleskopů budou vědci schopni z časových průběhů rekonstruovat směr částic a díky znalosti průběhu signálu určit jejich maximální tok. Následně pomocí různých fyzikálních modelů usoudí, jaká primární částice byla zaznamenána, zda to byl proton, nebo něco těžšího.
Olomoucký expert na hormony rostlin je opět mezi nejcitovanějšími vědci světa |
Při tvorbě teleskopu vědci využívali materiály, které jsou maximálně recyklovatelné – optiku tvoří sklo a také další části jsou rovněž ze snadno recyklovatelných hliníkových materiálů. Zkoumá se i řešení recyklace autonomního systému, který je tvořen bateriemi a solárními panely.
Při budování obrovského pole plánují dopady dopravy teleskopů v kontejneru vyřešit spoluprací s lokálními firmami. „Ověřili jsme funkčnost našich teleskopů a počátkem roku 2024 teleskop převezeme do areálu Astronomického ústavu Akademie věd v Ondřejově, kde budeme testovat opláštění. Teleskop chrání vodotěsný a prachotěsný kontejner, a aby jeho operátoři měli všechna potřebná data pro dálkové ovládání teleskopu, dodává elektronika informace i o okolním prostředí,“ říká Mandát.
Po roce intenzivních testů teleskop v roce 2025 poputuje do Argentiny na svou nejdůležitější misi.
16. srpna 2013 |
