Астрометрическая поддержка работы телескопов с узким полем зрения

Большие телескопы имеют высокое разрешение
разрешающая сила телескопа в видимом диапазоне
r" = 14" /Dcm
При D = 300 cm разрешение телескопа составляет 0",05.
Телескоп диаметром 30 м будет иметь разрешение 0",005

Возможности больших телескопов ограничат светоприемники
Светоприемник с числом элементов разрешения 10000х10000 реализует поле 8 х 8 угловых минуты при разрешении 0",05 и 50"х50" при разрешении 0",005
При светосиле телескопа 1:3 согласование разрешения с размером пикселя требует размер последнего 50 мкм для 3-метрового телескопа и 500 мкм для 30-метрового

Для измерения координат наблюдаемого объекта необходимо иметь в поле зрения астрометрические стандарты
Метод Тернера требует наличия 6 опорных звезд в поле зрения телескопа
В небесной сфере 41 253 кв. градусов
1,5·108 кв. угл. минут
5·1011 кв. угл. секунд
Для работы с полями зрения 8х8 угловых минут нужно иметь каталог с 106 опорными звездами,
при поле 50х50 угл. секунд потребуется каталог из 109 звезд

Составление и поддержание большого астрометрического каталога очень трудоемко
Даже для уровня астрометрической точности 1 mas потребуется не только измерение положений миллионов звезд с субмиллисекундной точностью, но и определение их собственных движений с выявлением индивидуальных законов движения.
Потребуется перманентное обновление каталога для поддержания его точности

Собственные движения звезд приводят к деградации каталога
со временем
ни существующие, ни планируемые астрометрические программы не могут обеспечить опорными каталогами микросекундного уровня работу узкопольных телескопов

Астрометрическое обеспечение подразумевает возможность высокоточного измерения координат объектов в поле зрения
на самом деле для работы телескопов требуется измерение координат наблюдаемого в поле зрения конкретного объекта

Большим телескопам нужна система высокоточной ориентации, а не система поддержки необъятных каталогов!
Астрономические исследования базируются на репрезентативных выборках изучаемых объектов, то есть на сравнительно небольшом числе источников.
Для наблюдения небольшого числа светил с помощью небольшого числа телескопов не нужно сотен миллионов опорных звезд

Классический интерферометр Майкельсона позволяет измерить угол между волновым фронтом от звезды и базой

Дугомер-интерферометр позволяет с высокой точностью измерять длину дуги между звездами

Система челомерных звезд
При длине измеряемых дуг от 30 до 100 градусов для измерения любого направления достаточно иметь 14 опорных «челомерных» звезд, равномерно распределенных по небесной сфере
(coeli – (лат) небесный)

Дугомер-интерферометр ОЗИРИС предназначен для измерения координат звезд в системе ICRF
точность единичного измерения составит единицы микросекунд дуги независимо от яркости источника. Проницающая сила составит 18m при времени накопления порядка 40 мин.

ОЗИРИС – инструмент для высокоточных измерений
Точность единичного измерения составит несколько микросекунд дуги
Производительность дугомера ОЗИРИС составит от 50 измерений в час дуг между яркими звездами до 25 измерений в сутки предельно слабых объектов
Важнейшей задачей астрометрической миссии будет реализация ICRF на ярких звездах

Инерциальная система небесных координат в оптическом диапазоне
Обеспечить ее создание можно на основе связи с внегалактическими объектами – квазарами.
Они очень слабые источники, поэтому рабочая система связанных с ними координат должна быть перенесена на яркие звезды
Яркие звезды находятся близко от нас и имеют очень большие собственные движения, поэтому положение реперных звезд должно отслеживаться в режиме мониторинга

Яркие звезды обеспечат высокую оперативность измерения координат
световой поток от ярких звезд позволит проводить измерения ориентации на микросекундном уровне точности за доли секунды

поддержка работы узкопольных телескопов с помощью ориентирующих интерферометров позволит отказаться от создания и поддержания больших астрометрическая каталогов

ЛИДА - проект Легкого Дугомера-Интерферометра для Астрометрии
Технологический вариант космического астрометрического инструмента. Точность его измерений будет такая же, как у ГИППАРХа

С помощью интерферометра можно выставить направление базы относительно звезды с высокой точностью

Направление базы интерферометра можно спроектировать в поле зрения телескопа
луч метрологического лазера, соединяющего концы базы, может быть использован как искусственная звезда с известными координатами

МАКЕТ ориентируемого телескопа
В рамках подготовки космического эксперимента ведется разработка приставки к астрономическому телескопу
приставка будет определять угол между искусственной звездой и яркой «челомерной» звездой с точностью 1 mas