Глобальная сеть телескопов-роботов МАСТЕР

МАСТЕР (Мобильная Астрономическая Система ТЕлескопов-Роботов) — глобальная сеть телескопов-роботов МГУ имени М. В. Ломоносова. Создана под руководством профессора Липунова В. М. учеными Московского университета. Основная цель проекта МАСТЕР — это создание обзора всего видимого неба, получаемого в течение одной ночи с пределом до 19-20 зв. вел. Такой обзор позволит решить ряд фундаментальных проблем: поиск тёмной энергии посредством открытия и фотометрии сверхновых (в том числе SNIa), поиск экзопланет, наблюдение эффектов микролинзирования, открытие малых тел Солнечной системы и мониторинг космического мусора. Все телескопы МАСТЕР подключены к системе алертных предупреждений, и способны наблюдать оптическое излучение гамма-всплесков синхронно в нескольких фильтрах и в нескольких плоскостях поляризации.

История создания 
Глобальная сеть телескопов-роботов МАСТЕР развивается под руководством профессора МГУ имени М. В. Ломоносова Липунова В. М. с 2002 года, когда под Москвой на частной обсерватории А. В. Крылова был создан первый робот-телескоп МАСТЕР для исследования оптического излучения космических гамма-всплесков.

В первые годы (до 2008 года) проект полностью развивался при материальной поддержке генерального директора ОАО «Московское Объединение „Оптика“» С. М. Бодрова. На обсерватории под Москвой было зарегистрировано оптическое излучение гамма-всплеска GRB021219 — GSN-circular-1770 и была открыта первая активная сверхновая в России SN2005bv — IAUC 8520.

Начиная с 2008 года, проект получает государственную поддержку. В результате, к 2020 году телескопы-роботы МАСТЕР II, разработанные командой МАСТЕРа и выпускаемые ОАО «МO „Оптика“», установлены

 под Благовещенском (на базе Благовещенского государственного педагогического университета);
 под Иркутском (в Тункинском астрофизическом центре ТАЦКП Иркутского государственного университета ФГБОУ ВПО «ИГУ»);
 на Урале (в Коуровской обсерватории Уральского федерального университета);
 на Кисловодской горной астрономической станции (Горная астрономическая станция ГАО (ГАС ГАО), база МГУ имени М. В. Ломоносова);
 в Крыму (на Крымской астрономической станции МГУ им. М. В. Ломоносова);
 в 2012 году в Аргентине в обсерватории Национального университета Сан Хуан начинают работать сверх-широкопольные камера МАСТЕРа;
 в 2014 году в ЮАР в южно-африканской обсерватории SAAO;
 В 2015 году на Канарских островах в Испании в обсерватории IAC.

Продолжается развитие сети и строительство новых обсерваторий.

Инструменты 
Каждая обсерватория сети МАСТЕР оснащена широкопольной и сверхширокопольной установками.

Оптический роботизированный комплекс МАСТЕР II представляет собой установленные на одной монтировке два светосильных зеркально-линзовых телескопа системы Гамильтона с диаметром 40 см, фокусным расстоянием 1 метр, полем зрения 4 квадратных градуса. Телескопы установлены на быстрой паралактической монтировке способной наводиться со скоростью 50 градусов в секунду под автоматическим куполом и способны работать как в полностью автономной режиме без участия человека, так и в режиме удаленного (по Интернет) управления. Каждый телескоп оснащен двумя ПЗС-камерами (4000x4000 пикселей), фотометром (собственная разработка) с блоком фильтров для проведения детальных фотометрических исследований астрофизических объектов и поляриметром для измерений степени поляризации. Скорость наведения по алерту — 8 градусов в секунду. Телескопы снабжены актюатором, позволяющим сводить трубы параллельно при проведении синхронных наблюдений быстроизменяющихся объектов в разных фильтрах или в разных плоскостях поляризации. В режиме обзора неба телескопы разводятся, и общее поле зрения становится равным 8 квадратным градусам.

Таким образом, по состоянию на 2015 год в России работают 8 труб с общим полем зрения 32 квадратных градуса и чувствительностью до 20-ой звездной величины в безлунную ночь при 3-минутной экспозиции. Телескопы сами выбирают тактику обзора на ночь, автоматически получают изображения, обрабатывают их в реальном времени, формируя непрерывно растущую базу данных, и предлагают астрономам список объектов не содержащихся в астрономических каталогах.

Кроме светосильных телескопов обсерватории МАСТЕРа оснащены камерами сверхширокого поля MASTER VWF (Very Wide Field) способными получать снимки без перерывов со скоростью до 7 кадров в секунду и полем зрения 400 квадратных градусов. В настоящее время сеть МАСТЕР имеет 14 камер сверхширокого поля с общим полем зрения 5600 квадратных градусов. Эти камеры предназначены для предварительного и синхронного наблюдения гамма-всплесков при их случайном попадании в поле зрения камер сверхширокого поля. Главная цель установки этих камер — первичная регистрация собственного оптического излучения коротких гамма-всплесков, не наблюдавшихся другими телескопами. Предельная звездная величина камер близка к 14 при суммарной экспозиции несколько минут.

Телескопы сети называют роботизированными так как они не просто автоматически наводятся по заданной программе, а способны автономно выбирать стратегию обзора неба, обрабатывать потоки данных порядка нескольких терабайт в сутки в режиме реального времени и писать и отправлять научные телеграммы.

Одно из преимуществ сети МАСТЕР состоит в идентичности оборудования, что позволяет проводить непрерывные наблюдения одного объекта в течение нескольких суток (в зимнее время) в одной фотометрической системе.

Направления исследований 
Учеными группы МАСТЕР за 10 лет создано математическое обеспечение, которое позволяет в автоматическом режиме проводить мониторинг ближнего и дальнего космического пространства на всех обсерваториях сети МАСТЕР (Благовещенск, Иркутск, Екатеринбург, Кисловодск, ЮАР, Канарские острова и Аргентина), и получать полную информацию обо всех объектах на каждом изображении через 1-2 минуты после считывания с ПЗС-камеры, включая распознавание движущихся объектов и определение параметров их движения.

Информация по каждому объекту на кадре включает историю предыдущих наблюдений данной области на всех обсерваториях сети МАСТЕР, а также опубликованные в международных центрах данные каталогов и обзоров.

Основные достижения 

На телескопах сети МАСТЕР за несколько лет в автоматическом режиме открыто и опубликовано 860 оптических транзиентов (быстропеременных объектов) расположенных на расстояниях от нескольких сотен световых лет до миллиарда световых лет. Список объектов включает в себя:
 оптические источники гамма-всплесков (например, пионерские исследования гамма-всплеска  крымским телескопом системы);
 сверхновые звезды различных типов (для примера XXX);
 вспышки активных ядер галактик и квазаров (MASTER OT J141922.56-083831.7);
 вспышки килоновых, вызванные слиянием нейтронных звёзд (например, пионерские исследования источника GW170817 аргентинским телескопом системы);
 вспышки новых и новоподобных звезд в нашей Галактике и в Андромеде;
 вспышки карликовых новых звезд, в том числе выскоамплитудные (катаклизмические переменные);
 переменные звезды типа UV Cet;
 затменные звезды типа Epsilon Auriga (падение блеска на 5 величин);
 кометы (C/2015 G2 MASTER и C/2015 K1 MASTER);
 астероиды, в том числе потенциально-опасные.

В последние несколько лет МАСТЕР является лидером по ранним наблюдениям собственного оптического излучения гамма-вслесков и открытию ярких оптических транзиентов. Крупнейшие наземные и космические телескопы мира проводят спектральные исследования открываемых на МАСТЕР объектов:
 10,4-м телескоп GCT (Большой Канарский Телескоп, Испания) — научная телеграмма GCN,
 10-м телескоп SALT (ЮАР),
 4,2-м WHT (Великобритания-Испания),
 3,6-м NTT (ESO, Chile),
 9,2-м HET (США),
 гамма-обсерватории Swift и ИНТЕГРАЛ (кооперация ЕС, России, США),
 6-м БТА САО РАН (Россия) — научная телеграмма GCN,
 2,1-м Guillermo Haro (Мексика),
 1,8-м Сopernico telescope (Италия),
 1,5-м Fred Lawrence Whipple (США) и др.

Данный инновационный проект, охватывающий широкий спектр современных технологий, был поддержан тремя технологическими платформами: Национальной космической технологической платформой; Технологиями мехатроники, встраиваемых систем управления, радиочастотной идентификации и роботостроение; Национальной суперкомпьютерной технологической платформой.

Примечания

Литература

Ссылки 
 Сайт Глобальной сети МАСТЕР 
 Сайт Лаборатории космического мониторинга МГУ 
 Липунов. Описание технической составляющей проекта МАСТЕР. Hindawi Publishing Corporation (2010) 
 Телескоп-робот МАСТЕР открыл 500 новых взрывных оптических объектов — ГАИШ МГУ 19.02.2014
 1 августа 2014 года телескоп-робот МАСТЕР заставил повернуться самый большой в мире телескоп ГАИШ МГУ 11.08.2014
 Телескоп в Тункинской долине Бурятии зафиксировал потерянный 16 лет назад астероид. УланМедиа (21.09.2014)
 Астрономы обнаруживают потенциально опасные астероиды каждую ночь. Вести-ФМ (04.03.2013
 Благовещенские учёные отслеживают возможные угрозы из космоса. ГТРК АМУР (2013)

Астрономические инструменты