טלסקופ מגלן הענק

טלסקופ מגלן הענק (באנגלית: The Giant Magellan Telescope, בראשי תיבות: GMT) הוא טלסקופ מחזיר אור קרקעי גדול במיוחד הנמצא בשלבי בנייה באתר מצפה הכוכבים לאס קמפאנס (LCO), בדרום מדבר אטקמה, צ'ילה, דרום אמריקה. הטלסקופ יפעל בטווח הספקטרום הנראה והתת-אדום (320–25,000 ננומטר). לטלסקופ יהיה קוטר אפקטיבי של 24.5 מטר עם שטח איסוף אור של כ־368 מ"ר, והמשטח המחזיר יהיה מורכב משבע מראות ראשיות בקוטר 8.4 מטר כל אחת. יציקת המראות הראשיות החלה בשנת 2005, והסתיימה בשנת 2023. נכון לאותה שנה, החל ייצור המראה הראשונה מתוך שבע מראות משניות אדפטיביות, כן הטלסקופ היה בתהליך ייצור, ותתי מערכות טלסקופ אחרות היו בשלבי תכנון סופיים.The Giant Magellan Telescope's Final Mirror Fabrication Begins. GMTO. עבודות בניה באתר הטלסקופ החלו בשנת 2015, וסיום הפרויקט מתוכנן לשנת 2029. התכנון הוא שהטלסקופ יתחיל לפעול עם ארבע מראות (המראה המרכזית ושלוש מראות צד), ובהמשך יעבור לפעול עם כל שבע המראות. הטלסקופ נקרא על שם פרדיננד מגלן, מגלה ארצות פורטוגלי מהמאה השש עשרה.

הטלסקופ שעלות בנייתו מוערכת בכ־2 מיליארד דולר הוא פרויקט של תאגיד GMTO, קונסורציום בין-לאומי של מוסדות מחקר מובילים המייצגים שש מדינות: אוסטרליה, ברזיל, צ'ילה, ישראל, קוריאה הדרומית וארצות הברית.Jamie Carter, New $2 Billion Telescope Will Be Fitted With A ‘Large Earth Finder’, Forbes

 אתר 
ממוזער|ימין|אתר מצפה הכוכבים לאס קמפאנס. מצד ימין זוג טלסקופי מגלן|240px
טלסקופ מגלן הענק ישכון במצפה הכוכבים של לאס קמפאנס, שנוסד בשנת 1969 ושטחו כ־259 קילומטר מרובע, בדרום מדבר אטקמה, בפרובינציית , מחוז אטקמה, צ'ילה, דרום אמריקה. האתר נמצא במרחק של כמאה קילומטר צפונית־מזרחית מלה סרנה, בירת מחוז קוקימבו, ומאה ושמונים קילומטר דרומית מקופיאפו , בירת פרובינציית קופיאפו  שבמחוז אטקמה. האתר בבעלות ובתפעול מכון קרנגי למדע והוא כולל מספר טלסקופים כדוגמת זוג טלסקופי מגלן בקוטר 6.5 מטר כל אחד וטלסקופים נוספים. מתחם הטלסקופ נמצא בגובה 2,516 מטר מעל גובה פני הים והוא נבחר בגלל ראייה אסטרונומית טובה, זיהום אור נמוך, ותנאים גאוגרפיים נוחים אחרים. שמי הלילה ברוב אזור מדבר אטקמה לא רק נקיים מזיהום אטמוספירי, אלא הוא גם אחד המקומות הפחות מושפעים מזיהום אור, עקב דלילות מרכזי אוכלוסייה. מזג האוויר באתר צלול ויבש מאוד ברוב ימות השנה, והוא מתאפיין ביציבות לטווח הארוך. כל אלה הופכים את האזור והאתר בפרט לאחד המקומות הטובים ביותר בכדור הארץ לתצפיות אסטרונומיות. ישנם גם גרמי שמיים מעניינים רבים הנראים בעיקר מחצי הכדור הדרומי כמו הענן המגלני הגדול והענן המגלני הקטן, שהם הגלקסיות השכנות הקרובות ביותר אלינו, ומרכז גלקסיית שביל החלב.
240px|ממוזער|ימין|מבט אווירי על אתר הבנייה של טלסקופ מגלן הענק
העבודות באתר החלו ב־23 במרץ 2012, עם פיצוץ לצורך השטחת פסגת ההר. הבניה החלה בנובמבר 2015 עם סלילת הדרך לאתר הטלסקופ ותחילת חפירת יסודות מבנה הסלסקופ, אשר הושלמה במרץ 2019. מתחם הטלסקופ תוכנן מראש כך שיוכל להכיל בעתיד מערך של שני טלסקופים זהים שיעבדו יחדיו ליצירת אינטרפרומטר אסטרונומי יחיד, בדומה לשני הטלסקופים האופטיים במצפה הכוכבים קק בהר מאונה קיאה שבהוואי. המצפה יושב על רכס הרים שמהווה חלק מהרי האנדים, אזור הפחתה גאולוגי, ומתאפיין בפעילות ססמית חזקה, ולכן תכנון הטלסקופ ומתקניו נעשה בהתאם לתקנים לעמידות כנגד רעידות אדמה.

 רקע טכנולוגי 
טלסקופ מגלן הענק הוא הראשון מתוך שלושה טלסקופים גדולים מאוד מהדור החדש שעתיד לפתוח מרחב גילוי חדש ולאפשר תצפיות שיענו על שאלות מפתח באסטרופיזיקה, קוסמולוגיה ובחקר עולמות אחרים. הטלסקופ מתוכנן במבנה של שבע מראות שמתואמות בקוהרנטיות כמערכת אופטית יחידה עם יכולת רזולוציה גדולה פי 10 מטלסקופ החלל האבל ופי 4 מטלסקופ החלל ג'יימס וב. הטלסקופ יהווה כלי מחקר פורץ דרך עבור החוקרים העתידיים לטווח של 50 שנים לפחות. הפיתוח הרעיוני של הטלסקופ החל בשנת 2000, בעקבות דור טלסקופים בקוטר 8–10 מטר בהוואי, צ'ילה ודרום־מערב ארצות הברית. בשנות השמונים של המאה ה־20 פותחו שתי טכנולוגיות שאפשרו ייצור מראות עם קוטר גדול מחמישה מטרים. טכנולוגיה אחת פותחה על ידי חברת קורנינג  בארצות הברית וחברת סקוט  בגרמניה ובה נעשה שימוש בזכוכית זרודור דמוי  בעלת מקדם התפשטות תרמית נמוך, שאפשר שינויי צורה קטנים בלבד לאור שינויי טמפרטורה. הזכוכית שימשה לייצור מראות דקות עבור הטלסקופ הגדול מאוד בצ'ילה, מצפה הכוכבים ג'מיני  (הטלסקופ הצפוני בהוואי והדרומי בצ'ילה), והטלסקופ הגדול באיים הקנריים (GTC), במצפה הכוכבים רוקה דה לוס מוצ'אצ'וס (ORM) באי לה פלמה. הטכנולוגיה השנייה היא הגישה החלופית שפותחה על ידי פרופ׳ רוג'ר אנג'ל (אנ׳) באוניברסיטת אריזונה, הבנויה על ניסיון מצפה הכוכבים פאלומר בקליפורניה, בעל מראה גדולה מזכוכית בורוסיליקט טהורה, שאפשר לייצר איתה מראות בצורות מורכבות כדוגמת יציקה בתבנית מבנה כוורת (בצורות משושים). שיטה זו מאפשרת ליצור מראות דקות יותר, קלות בכ־80%, ובעלות קשיחות מבנית דומה. מראות שיוצרו בשיטה זו, נמצאות ב באריזונה, בטלסקופ הבינוקולארי הגדול באריזונה ובטלסקופי מגלן בצ'ילה. נכון לעשור הראשון של המאה ה־21, הטכנולוגיה ההנדסית מאפשרת מראה ביציקה בודדת עד לקוטר 8.4 מטר. דיונים בין מספר מוסדות, הכוללים את מכון קרנגי למדע, אוניברסיטת אריזונה, סמית'סוניאן ואחרים, הובילו לתכנון טלסקופים בעלי מראות עם קוטר גדול מ-8–10 מטר. הנתונים האיכותיים שסופקו על ידי זוג טלסקופי מגלן בצ'ילה גרמו לבחירת הטכנולוגיה לייצור המראות ולבחירת מיקום אתר הטלסקופ בצ'ילה.

 ארגון וניהול 
פרויקט טלסקופ מגלן הענק מפותח, מתופעל ומנוהל על ידי תאגיד GMTO (Giant Magellan Telescope Organization), חברה עצמאית ללא מטרות רווח, שהוקם על ידי מייסדי הקונסורציום הבינלאומי. התאגיד מנוהל כיום על ידי 12 נציגים מהמוסדות המייסדים, פועל באמצעות דירקטוריון ומקום ההתאגדות בדלאוור, קליפורניה. לתאגיד הסכם שיתוף פעולה עם אוניברסיטת צ'ילה שמקצה זמן לתצפיות אסטרונומיות לחוקרים מצ'ילה. משרדי התאגיד ממוקמים בפסדינה, קליפורניה ובסנטיאגו דה צ'ילה. ד"ר ונדי פרידמן יזמה את פרויקט טלסקופ מגלן הענק וכיהנה כראש דירקטוריון הקונסורציום הבינלאומי של הטלסקופ, משלב היוזמה ב־2003 ועד לשנת 2015. בינואר 2018 חברת  חברה בינלאומית המספקת שירותי ניהול וייעוץ לסביבה הבנויה והטבעית ממונטריאול, זכתה בחוזה לניהול בניית הטלסקופ. העלות המשוערת של הפרויקט היא מעל מיליארד דולר והמימון מגיע מהשותפים המייסדים של המיזם ותורמים פרטיים כדוגמת תעשיין הנפט ג'ורג' מיטשל שתרם 35 מיליון דולר למיזם וריצ'רד פ' קאריס, שתרם 20 מיליון דולר לאוניברסיטת אריזונה עבור מעבדת המראות הנושאת את שמו.The University of Arizona, Mirror Lab, About Us, Richard F. Caris Mirror Lab Dedication. מעבדת המראות היא אחת מקבוצות המחקר ב שהיא זרוע המחקר של המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת אריזונה.

 מטרות מדעיות 
ממוזער|הדמיית טלסקופ מגלן הענק
ממוזער|נתיב האור ב־GMT
טלסקופ מגלן הענק יחקור את המקור ואת האבולוציה של מערכות פלנטריות, יאפשר את חיפוש ואפיון של כוכבי לכת חוץ-שמשיים, היווצרות כוכבים, אבולוציית היסודות הכימיים, חורים שחורים, חומר אפל ואנרגיה אפלה, היווצרות והתפתחות גלקסיות. מחקר כוכבי לכת במערכות שמש אחרות הוא ליבת המחקר של טלסקופ מגלן הענק. הטלסקופ יאפשר איתור כוכבי לכת סלעיים במרחק של עד שלושים שנות אור מכדור הארץ בעזרת טכניקת מהירות רדיאלית, באמצעות ספקטוגרף בעל דיוק של עשרה סנטימטר לשנייה, קביעת הרכב האטמוספירה של כוכבי הלכת ואיתור סימני חיים באטמוספירות של כוכבי לכת על ידי שימוש בשיטת הליקוי ושימוש ב, וצילום ישיר של כוכבי לכת במערכות שמש קרובות עד שלוש מאות שנות אור, בעזרת אופטיקה מסתגלת וקורונוגרף.GMT, gmto.org, Exoplanets and GMT Fact Sheet.GMT, gmto.org, Exploring Habitable Planets Around Nearby Stars.GMT, gmto.org, Exoplanets and GMT Fact Sheet.GMT, gmto.org, The Alchemist’s Dream: How the Universe Makes Gold.

כדי להשיג את היעדים המדעיים שלשמם יזמו את הפרויקט, הטלסקופ יעבוד בסינרגיה עם מספר טלסקופים קרקעיים וטלסקופי חלל עתידיים, החל מהעשור השלישי והרביעי של המאה ה־21: גלאי ליגו - LIGO בלואיזיאנה; טלסקופ מצפה הכוכבים ורה רובין בצפון צ'ילה; מערך קילומטר רבוע באוסטרליה המערבית ודרום אפריקה;  (ALMA) במדבר אטקמה, צ'ילה; טלסקופי סקר לחיפוש טרנזיינטים (Transient Survey Telescopes); טלסקופ החלל ג'יימס וב; טלסקופ החלל גאיה; עם טלסקופ החלל ננסי גרייס רומן; טלסקופי חלל באורכי גל אינפרא אדום; וטלסקופי חלל בתחום הרנטגן (ATHENA, eROSITA, Lynx).

 השוואה 
ממוזער|דיאגרמת השוואה בין הגדלים הנומינליים של טלסקופ מגלן הענק וטלסקופים אופטיים בולטים. העיגול האפור בוטל -  (OWL) (בקוטר 100 מטר). ברקע – הרדיו טלסקופ במצפה הכוכבים ארסיבו (בעל מפתח של 305 מטר)|285px
טלסקופ הענק מגלן הוא חלק מדור הטלסקופים החדשים הנקראים טלסקופים גדולים במיוחד  (ELT). טלסקופים גדולים שנמצאים בשלבי בניה בעשור השלישי של המאה ה־21, הכוללים את הטלסקופ הגדול במיוחד וטלסקופ השלושים מטר.
 #  שם (כינוי)   קוטר (מטר)  שטח איסוף אור
(מטר רבוע) גובה  אור ראשון 1  הטלסקופ הגדול במיוחד (ELT)  39.3 מ'  978 מ"ר  3,046 מ'  2025Extremely Large Telescope, ESO's Extremely Large Telescope, ELT Timeline. 2  טלסקופ שלושים מטר (TMT)  30 מ'  655 מ"ר  4,050 מ'  2027TMT International Observatory, About, Timeline. 3  טלסקופ מגלן הענק (GMT)  24.5 מ'  368 מ"ר  2,516 מ'  2029Giant Magellan Telescope, Overview, Quick Facts.  4  הטלסקופ הגדול של דרום אפריקה (SALT)  11.1 × 9.8 מ'  79 מ"ר  1,798 מ'  2005 5  מצפה הכוכבים קק  10.0 מ'  76 מ"ר  4,145 מ'  1996,1990 6  הטלסקופ הגדול באיים הקנריים (GTC)  10.4 מ'  74 מ"ר  2,267 מ'  2007 7  הטלסקופ הגדול מאוד (VLT)  8.2 מ'  50 מ"ר  2,635 מ'  2000-1998הערה - התאריכים העתידיים לאור הראשון הם זמניים והם עשויים להשתנות

 שותפים מייסדים של הפרויקט 
הפרויקט מובל על ידי ארצות הברית בשותפות אוסטרליה, ברזיל, דרום קוריאה וצ'ילה כמדינה המארחת. רשימת מוסדות אוניברסיטאיים ומכוני מחקר מובילים השותפים בקונסורציום המתכנן ובונה את פרויקט הטלסקופ:
 אוניברסיטת אריזונה (המחלקה לאסטרונומיה ומצפה הכוכבים סטיוארט)
 אוניברסיטת המדינה של אריזונה (בית הספר לחקר החלל וכדור הארץ (SESE))
 אסטרונומי אוסטרליה
 האוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה (בית הספר למחקר באסטרונומיה ובאסטרופיזיקה)
 מצפי מכון קרנגי למדע
 אוניברסיטת סאו פאולו (קרן המחקר של סאו פאולו)  (FAPESP)
 אוניברסיטת הרווארד (מרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה )
  (KASI)
 סמית'סוניאן (מרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה) (CfA)
 אוניברסיטת טקסס A&M
 אוניברסיטת טקסס באוסטין (המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת טקסס באוסטין)
 אוניברסיטת שיקגו (המחלקה לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה מאוניברסיטת שיקגו)
 מכון ויצמן למדע.

 מצב בניית המראות 
ממוזער|מראות הטלסקופ במעבדת המראות בקמפוסאוניברסיטת אריזונה בטוסון. בקדמת הצילום ניתן לראות את אחת המראות ממוקמת מתחת למגדל הבדיקה האופטית. על גבי תושבת המראה הסמלילים הבאים מימין לשמאל: אוניברסיטת אריזונה, טלסקופ מגלן הענק, מעבדת המראות ע"ש ריצ'רד פ' קאריס וסמליל  - ספק הזכוכית למראות. המעבדה יכולה להכיל עד שלוש מראות בשלבי ביצוע שונים; יציקה, ליטוש ציפוי ובדיקה.|285px
טלסקופ מגלן הענק יהיה מורכב בסך הכל משבע מראות ראשיות (M1): מראה מרכזית אחת, שש מראות צדדיות מחוץ לציר ומראה שמינית אשר תשמש כמראה רזרבית לצורך החלפת כל מראה שתעבור תהליך אחזקה הכולל ניקוי וציפוי אלומיניום מחדש. המראות עשויות זכוכית בורוסיליקט ובעלות מבנה של חלת דבש מתחת לפני השטח של כל מראה. לטלסקופ אופטיקה מסתגלת הבנויה משבע מראות משניות (M2) בקוטר 1 מטר כל אחת המתואמות לשבע המראות הראשיות.GMT, Giant Magellan Telescope – Overview.
 מראה 1 נוצקה באוקטובר 2005, ליטוש המראה הושלם באוגוסט 2012.
 מראה 2 נוצקה בינואר 2012, ליטוש המראה הסתיים ביולי 2019.
 מראה 3 נוצקה באוגוסט 2013.
 מראה 4 נוצקה בספטמבר 2015. המראה המרכזית עם פתח מרכזי בקוטר 2.4 מטר.
 מראה 5 נוצקה בנובמבר 2017.
 מראה 6 נוצקה במרץ 2021.
 מראה 7 נוצקה בספטמבר 2023.Rahul Rao, Giant Magellan Telescope project casts 7th and final mirror, space.com, September 27, 2023The Giant Magellan Telescope’s Final Mirror Fabrication Begins, giantmagellan.org, September 26, 2023
 מראה 8 מתוכנן.

 קישורים חיצוניים 



 אתר האינטרנט של מעבדת המראות ע"ש ריצ'רד פ' קאריס 










 הערות שוליים 

קטגוריה:טלסקופים אופטיים
קטגוריה:צ'ילה: מדע וטכנולוגיה