Arbejdere, der udfylder formen af 8,4 meter spejl til Giant Magellan Telescope spejl. Billedkredit: Lori Stiles / UA. Klik for at forstørre.
University of Arizona's Steward Observatory Mirror Lab forud fyrer sin enorme spindeovn og inspicerer tonsvis af glas til støbning af et første 8,4 meter (27 fod) diameter spejl til Giant Magellan Telescope (GMT). Castingen er planlagt til lørdag den 23. juli.
Med dette milepælstrin bliver GMT det første ekstremt store jordbaserede teleskop, der starter konstruktionen.
Det færdige GMT-teleskop-primærspejl vil bestå af seks 8,4-meters off-aksespejle, der omgiver et syvende centralt spejl på aksen. (Et off-axis spejl fokuserer lys i en vinkel væk fra dets akse, i modsætning til et symmetrisk spejl, der fokuserer lys langs dets akse.) Dette arrangement giver GMT fire og en halv gang samleområdet for ethvert aktuelt optisk teleskop og opløsningsstyrken for et teleskop på 25,6 meter (84 fod) eller 10 gange opløsningen af Hubble-rumteleskopet.
‘Spin-casting’ teleskopspejle i ét stykke, der er kæmpe, stive men alligevel lette er en genial, fantastisk proces, der blev udtænkt og udviklet af University of Arizona Regents 'professor i astronomi J. Roger P. Angel. Støbning af gigantiske monolitiske spejle opnås kun på ét sted i verden - Steward Observatory Mirror Laboratory.
Castingteamet, ledet af Randy Lutz, installerede omkring 50 kerner om dagen for i alt 1.681 kerner i løbet af syv uger i april - maj. Holdet boltede hver kerne i nøjagtigt målte vinkler til ildpladen og tilstødende kerner i denne operation. Besætningen døvede alle de limede knudepunkter med blå "smurf" - et sammenfald farve på de blå smurf-tegneseriefigurer - for at forhindre, at glas klæber til formen.
På dette tidspunkt har formen 17.000 pund ildsteder, 16.000 pund i fiberbadkarvægge og 15.000 pund kerner og stifter. Støbeholdet har nu renset og inspiceret den færdige form, sænket ovnens dæksel på plads og påbegyndt fyring den 16. juni.
Teammedlemmer 'piloterer' ovnen ved hjælp af computeren, når temperaturerne stiger op i løbet af de første 8 dage af opvarmningsprocessen, og sluk derefter for at afslutte den to-ugers for-fyring. For-fyring centrerer limlimeforbindelser, forbrænder urenheder og spænder formen. Støbeholdet vil inspicere formen for eventuelle nødvendige reparationer efter forfyring.
Nogle af de mest visuelt bedøvende trin i støbning er glasinspektion og -påfyldning. Holdet begyndte at inspicere 90 forsendelseskasser af glas den 24. juni. Glasbelastning er planlagt til den anden uge i juli, sagde Steve Miller, Mirror Lab-manager.
De 40.000 pund borosilikatglas, der vil gøre 27 fods diameter (8,4 meter) GMT spejl kommer fra Ohara Glassworks i Japan. Ohara lavede glasset af sand, der kommer fra Floridas golfkyst.
Mirror Lab begynder at opvarme ovnen 18. juli. Det tager seks dage, før glasset når toptemperatur ved 2.150 grader Fahrenheit (1178 Celsius). Ved denne temperatur begynder glasset at flyde som honning ved stuetemperatur. Det tykke flydende glas strømmer mellem de hexagonale kerner i formen for at skabe en "honningkam" -struktur. Den endelige honningkrumsspejlemne vejer cirka en femtedel så meget som et solidt glasspejl af dens størrelse.
Lejerne på den roterende ovn vil dreje en belastning på 100 ton under spinning. Ovnen kan leveres med op til 1,1 Megawatt elektricitet under støbning - nok til at drive gennemsnitligt 750 til 1.100 Tucson-husstande, afhængigt af årstiden.
Ovnens rotationshastighed bestemmer dybden af kurven spundet til spejlets form eller spejlets brændvidde. GMT-spejlet vil rotere 5 gange pr. Minut, langsommere end de to 8,4-meters-spejle, som laboratoriet har lavet til det store binokulære teleskop (LBT), fordi GMT-spejlet uden for aksen skal være et lavere, længere brændvidsspejl end symmetriske LBT-premier.
”Dette er en ny epoke for astronomi,” sagde Richard Meserve, præsident for Carnegie-institutionen. ”Produktionen af spejlet uden for aksen er en banebrydende begivenhed, der vil fremme videnskabelig opdagelse. Alle i GMT-konsortiet med otte medlemmer er glade for, at vi er i produktion. ”
Giant Magellan Telescope-konsortiet inkluderer i øjeblikket Carnegie Observatories, Harvard University, Smithsonian Astrophysical Observatory, University of Arizona, University of Michigan, Massachusetts Institute of Technology, University of Texas at Austin og Texas A & M University.
"Det faktum, at vi allerede er i produktion, er direkte relateret til den vellykkede teknologi, der er udviklet til de to 6,5 meter (21 fod) Magellan-teleskoper ved Carnegies Las Campanas-observatorium i Chile," sagde Matt Johns, assisterende direktør for Carnegie-observatorierne og GMT projektleder. ”Magellan-teleskopene har vist sig at være de bedste naturlige billedteleskop på jorden.”
Spejlkøling er en omhyggeligt kontrolleret proces, der tager 11 til 12 uger. Når spejlet er helt afkølet, vasker laboratoriet de keramiske kerner ud af spejlets glas honningkamceller. Derefter bliver spejlet slibet og poleret til en nøjagtighed på plus-eller-minus 15 til 20 nanometer (et nanometer er en milliarddels meter). Spejlet vil være belagt med et lag reflekterende aluminium, der kun er 100 nanometer tykt på observationsstedet.
GMT forventes afsluttet i 2016 på et sted i det nordlige Chile. Med sin kraftfulde opløsning og enorme opsamlingsområde vil det være i stand til at undersøge de vigtigste spørgsmål inden for astronomi, herunder fødselen af stjerner og planetariske systemer i vores Mælkeveje, mysterierne med sorte huller og galaksernes opståen.
Detaljeret information om GMT-design- og videnskabsmålene er online på http://www.gmto.org/
Original kilde: UA News Release
