Mühendisler ve astronomlar, evrenin ulaşılabilecek en uzak yerlerinden gelen ışıkları toplayacak çok çeşitli ve büyük teleskoplar yapmaktalar. Onların bu çalışmaları ise, dev aynaların iyi bir şekilde tasarımlanıp kullanılmasına bağlıdır. Teleskop, evrenden gelen her çeşit radyasyonu alıp görüntüleyebilen ve astronomların kullandığı, rasathane cihazı olarak tanımlanabilir. 1608 yılında Hollandalı bir gözlük üreticisi olan Hans Lippershey’in keşfettiğini ve patentini aldığını belirtelim. 1609 yılına gelindiğinde ise Galileo Galilei tarafından ilkkez, gökyüzünü gözlemlemek için kullanıldı.
BU HABERLER İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR
Günümüz astronomları, bugüne kadar bizleri hayrete düşüren ve haklarında kesin bir kanıya varamadığımız bazı büyük sorunları çözmek durumundadırlar. Örneğin, galaksiler büyük patlamalardan sonra meydana gelen sıcak gazlardan nasıl oluştu? Madde, bütün evren boyunca nasıl yayıldı? Bu ve benzeri soruların cevapları için gerekli ipuçları, en uzak galaksi ve kuasarlarda bulunmaktadır. Fakat bu galaksi ve kuasarlardan gelen ışıklar, çok uzun zaman öncesine aittir. Bu nesneler çok uzakta olmalarından dolayı gökyüzünde bulanık halde görünürler. Bu gibi sebeplerden dolayı, bu tür konular üzerinde çalışan astronomlar, çeşitli zorluklarla karşılaşırlar.
Yıldızlardan gelen zayıf ışıkları toplamak ve uzaktaki gökcisimlerini incelemek için, modern âletlerle donatılmış büyük teleskoplara ihtiyacımız vardır. Günümüz mühendis ve astronomları, henüz bir başka benzeri olmayan ve çağımızın en son yeniliklerini içeren, büyük bir teleskop yapma yarışına girdiler.
Dünyadaki En Büyük Teleskop Hangisi?
Astronomların herhangi bir teleskop hakkında hüküm vermeleri, o teleskobun gökyüzünden gelen ışığı alıp, bir noktada toplayan, temel aynasının çap uzunluğuna bağlıdır. Günümüzde en büyük teleskop ÇİN’de 500 m çapındaki FAST radyo teleskobudur. Astronomlar bu büyük teleskoplar sayesinde, gökyüzünden gelen ışıkları daha kolay inceleme olanağı bulacaklardır. Eğer şu anda çalışan teleskopların kapladığı alanları hesaplayacak olursak, hepsinin kapladığı toplam alanın, iki tenis kortu büyüklüğünde olduğunu göreceğiz. Yeni yapılan teleskoplar, hacim yönünden bu alanın dört katı kadar yer kaplayacaktır.
Bu yüzyılın ilk yarılarında, Amerikalı astronom George Ellery Hale’in, seri şekilde ve rekor kıran büyük teleskoplar yapmasıyla, teleskop yarışının yankıları duyulmaya başlamıştır. Bu teleskopların en büyüğü, 1948 yılında yapılan ve San Diego yakınlarındaki Palomar Dağları’nda bulunan “200 inch”lik teleskoptur. Bilinen ismi, “Hale Teleskop”tur. Ayna çapı 5,08 m uzunluğundadır. Bu uzunluk, daha önce yapılan teleskop aynalarına oranla iki kat daha fazladır.
40 yıldan beri Hale Teleskop’tan büyük, sadece bir teleskop yapılabildi (6 m ayna çapı ile Sovyetler Birliği’nde). Fakat bu teleskop, Hale Teleskop’tan elde edilen sonuçlar kadar iyi sonuç vermedi. Bunun nedeni ise, teleskobun Kafkas Dağları’na yerleştirilmesinden kaynaklanmıştır. Çünkü, Kafkas-lar’da bulunan dalgalı hava akımı, gökyüzündeki manzarayı bulanıklaştırmakta ve dolayısıyla yapılan gözlemlerde iyi görüntü alınamamaktadır.
Bundan 20-30 yıl önce, astronomlar gökyüzünden gelen ışıkları kaydetmek için, fotoğraf klişeleri kullanıyorlardı ve gelen 1000 ışıktan sadece 1 tanesi kaydedilebiliyordu. Bu yüzden ayna tarafından toplanan ışığın % 1′i kullanılıp % 99′u kullanılamıyordu. Günümüzde yeni yapılan dedektörler sayesinde, te-leskoba gelen ışığın üçte ikisi kaydedilebiliyor. Böylece daha büyük teleskop olmadan, daha çok ışık kaydedilip, daha fazla gözlem yapılabiliyor. Astronomların gökyüzünden gelen ışıkları kaydetmek için, daha hassas dedektörler yapmalarıyla, büyük teleskop yapma yarışı bir hayli hızlanacaktır.
Makine mühendislerinin görüşlerine göre, yeni şekilde büyük teleskoplar yapmak pek zor değildir. Çünkü, yapılacak olan teleskopların bütün parçaları, daha önce çizilmiş planlardan alınabilir. Çelik tüplerden oluşan kafes, temel aynayı dip kısımda tutar ve yukarıdaki ikinci aynaya destek sağlar. Ortada ise, mil üzerine oturtulmuş bir kafes vardır ve bu kafes, Y şeklindeki bir çerçeveye yerleştirilmiştir. Astronomlar, çerçeveyi döndürüp, teleskop kafesini de aşağı yukarı hareket ettirerek, teleskobu yapılacak gözleme göre değişik açılara ayarlayabilirler. Böylece astronomlar, yıldız ve galaksilerin hareketlerini açıkça gözleyebilirler.
Gereken büyüklük ve hassasiyette aynaların yapılamamasından dolayı, büyük teleskop yapma yarışındaki rekabet bir noktada durmaktadır. Ayna yapımında dikkat edilecek en önemli noktalardan biri, aynanın dayanıklı ve ayna yüzeyinin düzgün olmasıdır. Çünkü laboratuvar şartlarında düzgün olan aynalar, teleskoba takıldıktan sonra, değişik gözlem şartlarının etkisinden dolayı bozulabilimektedirler.
Astronomlar teleskop aynalarını cam kullanmadan veya camla-seramik karışımı kullanarak yapıyorlar. Yansıtıcı bir yüzey oluşturmak için, ön yüzü alüminyumla doldurulmuş ince bir tabaka kullanıyorlar. Ayna yapımcıları, başka maddeler üzerinde çalışmalarını sürdürmelerine rağmen, cam maddeler halen tercih edilmektedir. Çünkü cam maddeler, daha sağlam ve yansıtıcı özellikleri de daha iyidir. Metal aynalar, iç basınçları sebebiyle zamanla eğrilip şekil değiştirebiliyorlar.
Gelişigüzel camdan yapılan aynaların, teleskop yapımında kullanım alanları çok dardır. Gözlem yapılırken, gecenin ilerlemesiyle, gözlem şartlarında değişme ve sıcaklıkta düşme görülür; bu nedenle aynalar soğur ve soğudukça büzülür. Fakat, aynanın ince parçası kalın parçasına oranla daha çabuk soğur ve büzülür. Bu yüzden aynanın şekli de bozulur.
George Ellery Hale, VVilson Dağı’nda ayna çapı 2,5 m olan teleskopla yaptığı ilk gözlemde, çok şaşırmıştı. Çünkü tek imaj göreceği yerde, birbirine geçmiş altı ya da yedi imaj görüyordu. Bu teleskop, daha sonra cam aynaların sabit sıcaklıkta tutulmasıyla istenilen amaca ulaşmıştı. Fakat, büyük aynalı teleskoplar, dayanıklı olmaları sebebiyle daha çok tercih edilmiştir. Hale, bu problemi, aynanın dışını, yeni gelişen Pyrex borisilicate (ateşe dayanıklı madde) ile kaplayarak, ayna çapı 200 inch’e kadar olan teleskoplar için çözümlemişti. Bu maddeler sıcaklığın değişmesiyle aynanın şeklinin daha az bozulmasını sağlıyordu.
Ayna yapımcıları bu ve benzeri nedenlerden dolayı, değişik sıcaklıklarda ve değişik gözlem şartlarında, kendi şeklini koruyan aynaları düzenleyip geliştirdiler. Bu aynalar, cam ve seramik karışımı gibi değişik maddelerden yapılmış, olup, piyasada “zeradur” ve “cervit” isimleri altında satılmaktadır. Son zamanlardaki teleskop aynaları, kuartz, cam-seramik karışımları veya değişik çeşitte ve düşük esneklikte olan maddelerden yapılmaktadır. Bugüne kadar yapılan en büyük seramik-cam ayna, Kanarya Adaları’nda La Palma’da yeni açılan VVilliam Hers-chell Teleskobu’nda bulunmaktadır. Bu teleskobun cervit temel aynası ise, 4,2 m çaplı ve dünyadaki 3. büyük teleskop aynasıdır.
Japon astronomlar, fikir olarak VVilliam Herschell teleskobuna benzeyen, ancak hacim olarak daha büyük bir teleskop yapmaktalar. Bu teleskobun aynası ise, seramik-camdan yapılacak ve ayna çapı 7,5 m olacak. Japonlar yapacakları bu teleskobu Mauna Kea’nın (Havvai’de 4200 m yükseklikte bir dağ) zirvesine yerleştirecekler. Japonya Ulusal Astronomi Rasathanesi’nden Syuzo Isobe’ye göre, bu teleskop 1995 yılında tamamlanmış olacak. Japonların yapacağı bu büyük teleskobun önemli bir özelliği, aynaların düzgün bir şekilde kalmasını sağlamak amacıyla arkalarına değişik bir sistemin yerleştiril-mesidir. Japonlar, aynaların arka tarafından destek oluşturan bu sisteme “aktif destek sistemi” diyorlar.
Küçük aynalar yeterince sert olduğundan, teles-kobu gökyüzünün değişik yerlerine bakmak için, değişik açılara getirseniz bile kendi şekillerini tam olarak korurlar. Eğer aynayı basit bir şekilde, kalın-lığıyla çapı aynı orantıda olacak biçimde ayarlarsanız, ayna yine sert kalır; ama aşırı bir şekilde de ağırlaşır. Ağırlık, ayna çapının küpü ile doğru orantılı olarak artar. Bunun anlamı ise, teleskop kafesi ve çerçevesinin oldukça ağırlaşması ve dolayısıyla da teleskop yapımının aşırı maliyete sebep olmasıdır. Bu nedenlerden dolayı Japonlar, 7,5 m çapında olmasına rağmen, kalınlığı 20 cm olan ince bir ayna yapmaya karar verdiler. Sonuç olarak, ayna sadece 20 ton ağırlığında olacak. Bu ağırlık VVilliam Herschell Teleskobu’nun ayna ağırlığına oranla daha az; ama, Japonların yaptığı bu teleskop, diğerinden üç kat daha fazla ışık toplayacaktır.
İnce ayna kullanımı nedeniyle Japonların teleskop için harcayacakları para bir hayli azalacak; bu nedenle Japonlar aynanın arkasına 390 adet aktif destek sistemi yerleştirmeyi planlıyorlar. Bu sistemde bir bilgisayar, devamlı yüzey şekillerini kontrol eder ve sistemin düzgün şekilde çalışıp, aynanın da düzgün şekle girmesini sağlamak amacıyla gerekli emir ve sinyalleri (saniyede 10 defa) gönderir.
Güney Avrupa Rasathanesi, Avrupalı astronomların, gökyüzünün güney kısımlarında gözlem yapabilmeleri için, Şili’ye teleskop yerleştirmiştir. Aralık 1987′de Güney Avrupa Rasathanesi’ne bağlı olan ülkeler (Belçika, Danimarka, Fransa, italya, Hollanda, Batı Almanya, İsveç ve isviçre) 16 m ayna çaplı büyük bir teleskop gücünde olan yeni bir teleskop yapımı için 100 milyon dolar harcamaya karar verdiler. Bu “Büyük Teleskop” her biri 8 m çapında aynalardan yapılan dört ayrı teleskoptan oluşacak. Dört ayrı teleskoptan gelen ışıklar ise, optik lifler yardımıyla aynı odakta toplanacak Her biri 8 m çapında olan aynalar, sadece 20 cm kalınlığında olacak. Bu nedenle, aynaların kendi şekillerini koruyabilmeleri için, aktif destek sistemine ihtiyacı olacak. Rasathaneler, bugünlerde laboratuvarlarda yapılan küçük ve başarılı test sonuçlarından faydalanarak, ince aynalı ve aktif destek sistemine sahip büyük teleskoplar yapabiliyor. Bu teleskoptaki Zerodur aynanın çapı 3,6 m, kalınlığı ise, 24 cm’dir. 1988 yılının Ağustos ayında, mühendisler tarafından yapılan laboratuvar testlerinin sonucunda, aktif destek sisteminin daha önce planlanan şekilde işlediği görüldü. Büyük teleskop için hazırlanan ayna, şu anda Şili yoluna çıkmıştır. Bu ayna, yeni yapılan teleskop aynalarına oranla 50 kat fazla esnekliğe sahip olacak; bu nedenle de 75 yerine yüzlerce çift destek sistemine ihtiyacı olacaktır. Ancak aktif destek sistemi olmayan diğer teleskopların ağırlığından % 20 daha hafif olacaktır. Teleskobun diğer kalan tarafları ise, tamamlanmak üzeredir.
Keck Teleskobunun kalbi, banyo fayansı gibi birbirine uygun 36 küçük parçacıktan meydana gelmiş bir aynadan oluşuyor.
Hale Teleskobu geçmek için yapılan üç ayna tasarımı. Kısa odaklı petek şeklinde olan ayna, katı ve hafif. Büyük Teleskop aynası, ince fakat aktif olarak arkadan destekli. Keck Teleskobunun aynası, her biri aktif destek sistemine ait parçacıklardan oluşmuş.
