Обсерватория Халеакала

Весной 1951 года американский астроном Гроут Ребер, занимавшийся поиском наиболее благоприятного места для проведения радиоастрономических наблюдений, пришёл к выводу, что с научной точки зрения лучшими кандидатами являются вулканы Мауна-Кеа и Мауна-Лоа на острове Гавайи благодаря значительной высоте над уровне моря (около 4,2 км), однако с практической точки зрения вулкан Халеакала на острове Мауи более удобен из-за относительной легкодоступности. В 1955 году началось обследование местности вблизи вершины Халеакала и оценка её пригодности для строительства солнечной обсерватории. После запуска СССР первого спутника Земли 4 октября 1957 года директор Смитсоновской астрофизической обсерватории Фред Уиппл написал бывшему вице-президенту компании Eastman Kodak Кеннету Мису (англ. Kenneth Mees; 1882—1960) письмо, в котором указал на необходимость создания станции слежения за искусственными спутниками Земли на Гавайских островах. После этого Мис обратился к Гавайскому университету с предложением взяться за этот проект и пообещал оказать финансовую поддержку. Дополнительное финансирование было получено от Национального научного фонда США, а в последующие годы — от NASA^[2]. В том же году были проведены измерения яркости дневного неба над вулканом Халеакала, которые показали, что оно обладает низким уровнем рассеянного солнечного света и подходит для проведения качественных наблюдений солнечной короны практически в любое время при ясной погоде^[3].

В 1961 году губернатор штата Гавайи Уильям Куинн издал указ, согласно которому территория на вершине вулкана Халеакала, известная как Колеколе (англ. Kolekole), была передана под управление Гавайского университета для постройки высокогорной обсерватории^[1]. Этот год считается годом основания обсерватории Халеакала^[2]. 10 февраля 1962 года состоялась церемония закладки первого камня новой солнечной обсерватории^[5], которая была открыта 24 января 1964 года. Она получила название Mees Solar Observatory в честь Кеннета Миса, который не только оказал содействие в основании обсерватории, но и являлся первопроходцем в разработке фотоэмульсий для целей наблюдательной астрономии^[2]. Обсерватория состояла из одного здания, включавшего башню с куполом, лаборатории, рабочие кабинеты и жилые помещения (рис. 2)^[3]. В башне располагалось несколько научных инструментов, использующих общую монтировку.

В 1965 году Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США арендовало у Гавайского университета участок на вершине вулкана и построило на нём ещё одну обсерваторию, предназначавшуюся для использования Мичиганским университетом. Установленный в ней 1,6-метровый рефлектор был на тот момент одним из 10 крупнейших телескопов в мире. Рядом с ним были установлены два 1,2-метровых инфракрасных телескопа, один из которых использовался для слежения за ракетами, а другой — для фундаментальных научных исследований. Этот объект впоследствии превратился в Комплекс наблюдения за космическим пространством в Мауи (англ. Maui Space Surveillance Complex). В 1967 году был основан Институт астрономии Гавайского университета, сотрудники которого стали принимать участие в разработке инструментов и управлении обсерваториями на Халеакала и Мауна-Кеа^[2].

В 1974 году была построена обсерватория Lunar Ranging Experiment (LURE), которая использовала мощный импульсный лазер для измерения расстояний до 5 массивов отражателей, оставленных на Луне тремя миссиями «Аполлон» и двумя роботизированными космическими аппаратами СССР. Эти данные использовались для измерения расстояния между Землёй и Луной, мониторинга движения тектонических плит Земли, изменения продолжительности суток (то есть угловой скорости вращения Земли) и движения географических полюсов. Точное определение лунной орбиты также позволило проверить некоторые положения общей теории относительности. Проект LURE был прекращён в июле 2004 года^[2].

По состоянию на 2025 год в обсерватории Халеакала функционируют и используются для активных научных исследований нижеперечисленные инструменты и комплексы^[1].

Солнечный телескоп имени Дэниела К. Иноуэ (DKIST) — 4-метровый солнечный телескоп, принадлежащий Национальной солнечной обсерватории США (NSO). Самый большой солнечный телескоп в мире^[6]. Используется в первую очередь для изучения солнечных магнитных полей (в том числе корональных) и взрывных процессов на Солнце^[6][7].

Pan-STARRS представляет собой систему из двух обзорных телескопов (Pan-STARRS 1 и Pan-STARRS 2) и вычислительного комплекса, предназначенную для непрерывного мониторинга неба, обнаружения новых движущихся объектов и точного измерения их астрометрических и фотометрических характеристик^[8]. Система разработана и эксплуатируется Институтом астрономии Гавайского университета^[9]. Телескоп Pan-STARRS 1 (PS1) сконструирован по системе Ричи — Кретьена^[10][11], имеет объектив диаметром 1,8 м и оснащён самой крупной в мире цифровой камерой, матрица которой состоит из почти 1,4 млрд пикселей^[8][11][12]. Его поле зрения обладает угловым диаметром 3° и площадью около 7 квадратных градусов^[10][11][12]. Аналогичный телескоп Pan-STARRS 2 имеет похожую, но чуть более крупную камеру, с матрицей из 1,5 млрд пикселей^[8].

Систематический мониторинг неба телескопом PS1 начался 13 мая 2010 года^[13]. За один раз телескоп может получить снимок участка небесной сферы, попадающий в его поле зрения. Каждую ночь PS1 делает снимки более сотни таких участков, причём каждый участок фотографируется 4 раза в течение примерно часа. Всего за одну ночь телескоп получает примерно 500 снимков и охватывает наблюдениями область неба площадью около 1000 квадратных градусов^[13][1]. Затем полученные снимки каждого участка сравниваются друг с другом для поиска движущихся тел. Если характеристики движения обнаруженных объектов позволяют предположить, что они являются околоземными, то информация о них немедленно передаётся в Центр малых планет. После этого проводятся дополнительные наблюдения этих тел с помощью мировой сети телескопов. Данные о всех остальных движущихся объектах также передаются в Центр малых планет, обычно в течение 12 часов после их обнаружения^[1].

По состоянию на декабрь 2025 года система Pan-STARRS за всё время своего существования обнаружила почти 13 тысяч околоземных объектов^[14]. Кроме того, в задачи Pan-STARRS входит составление каталога 5 млрд звёзд и 500 млн галактик и построение трёхмерной карты Вселенной в 75% всей небесной сферы^[13].

ATLAS–HKO — один из пяти обзорных телескопов системы ATLAS, предназначенных для мониторинга небесной сферы и раннего обнаружения потенциально опасных объектов. Телескопы этой системы автоматически сканируют всё небо несколько раз за ночь в поисках движущихся тел.

Северный телескоп Фолкса (англ. Faulkes Telescope North) — 2-метровый рефлектор, являющийся частью Глобальной сети телескопов обсерватории Лас-Кумбрес (англ. Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, LCOGTN)^[15], которая состоит из 25 телескопов, расположенных в 7 местах по всему миру и работающих вместе как единый инструмент^[1]. Также является одним из двух телескопов образовательного проекта Faulkes Telescope Project, организованного британским бизнесменом Диллом Фолксом (англ. Dill Faulkes). Второй телескоп проекта — Южный телескоп Фолкса — расположен в обсерватории Сайдинг-Спринг в Австралии^[16]. Задачей проекта является предоставление наблюдательного времени на телескопе британским студентам и преподавателям с целью вовлечения в научную работу и повышения квалификации^[17]. Первые наблюдения на телескопе состоялись в 2003 году^[18].

Обсерватория зодиакального света (англ. Zodiacal Light Observatory) состоит из двух инструментов^[6]:

• SOLAR-C (англ. Scatter-free Observatory for Limb Active Regions and Coronae) — 45-сантиметровый внеосевой отражательный коронограф, оснащённый оптоволоконным спектрополяриметром. Предназначен для наблюдений солнечной короны с целью достижения лучшего понимания различных аспектов солнечной активности и космической погоды. Ещё одним назначением инструмента является отработка новых технологий наблюдения Солнца, которые впоследствии должны использоваться в спутниковых экспериментах. Разработан в 1990-е годы, строительство началось в 1998 году, первый свет принят в августе 2001 года^[19];
• Мониторинговый телескоп дневного и ночного видения (англ. Day-Night Seeing Monitor Telescope System, DNSM) — телескоп Максутова, предназначенный для изучения атмосферной турбулентности над обсерваторией и создаваемых ею искажений волнового фронта света, приходящего от космических источников к телескопам обсерватории. Метод исследования заключается в измерении разницы углов наклона волнового фронта света, приходящего от звезды, на двух или более малых «зрачках», разделённых некоторым расстоянием^[20][6].

TLRS-4 — лазерный дальномер, являющийся частью Международной службы лазерной дальнометрии (англ. International Laser Ranging Service, ILRS) и предназначенный для точного измерения расстояний до Луны и искусственных спутников Земли путём измерения интервала времени между отправкой к ним лазерного сигнала и приходом отражённого сигнала^[1]. Собранные TLRS-4 данные используются для определения точных геоцентрических положений и движений наземных станций, орбит спутников, компонентов гравитационного поля Земли и их изменения со временем^[6].

Комплекс наблюдения за космическим пространством в Мауи (англ. Maui Space Surveillance Complex, MSSC) — комплекс телескопов, предназначенных для отслеживания, характеристики и каталогизации искусственных объектов в космическом пространстве^[1]. Принадлежит Исследовательской лаборатории ВВС США (англ. Air Force Research Laboratory, AFRL).