Werknemers voltooien de mal van de 8,4 meter spiegel voor de Giant Magellan Telescope spiegel. Afbeelding tegoed: Lori Stiles / UA. Klik om te vergroten.
Het Steward Observatory Mirror Lab van de Universiteit van Arizona vuurt zijn enorme spinoven aan en inspecteert tonnen glas voor het gieten van een eerste spiegel van 8,4 meter (27 voet) met een diameter voor de Giant Magellan Telescope (GMT). De casting staat gepland voor zaterdag 23 juli.
Met deze mijlpaalstap wordt de GMT de eerste extreem grote telescoop op de grond die met de bouw begint.
De voltooide GMT-telescoop-hoofdspiegel zal bestaan uit zes 8,4-meter niet-as-spiegels die een zevende, centrale as-spiegel omringen. (Een off-axis spiegel focust licht in een hoek van zijn as, in tegenstelling tot een symmetrische spiegel die licht langs zijn as focust.) Deze opstelling geeft de GMT vier en een half keer het verzamelgebied van een huidige optische telescoop en het oplossend vermogen van een telescoop met een diameter van 25,6 meter (84 voet), of 10 keer de resolutie van de Hubble-ruimtetelescoop.
‘Spin-casting’ telescoopspiegels uit één stuk die gigantisch, stijf en toch lichtgewicht zijn, is een ingenieus, geweldig proces dat is bedacht en ontwikkeld door de professor in de astronomie van de Universiteit van Arizona, J. Roger P. Angel. Het gieten van gigantische monolithische spiegels wordt op slechts één plaats ter wereld gedaan: het Steward Observatory Mirror Laboratory.
Het castingteam, onder leiding van Randy Lutz, installeerde in april - mei gedurende zeven weken ongeveer 50 cores per dag voor een totaal van 1.681 cores. Het team heeft bij elke bewerking elke kern met nauwkeurig gemeten hoeken op de haardtegel en de aangrenzende kernen geschroefd. De bemanning bekladde alle gelijmde kruispunten met blauwe "smurf" - een brouwsel in de kleur van de blauwe smurf-stripfiguren - om te voorkomen dat glas aan de mal blijft plakken.
Op dit moment bevat de mal 17.000 pond haardtegels, 16.000 pond vezelwandwanden en 15.000 pond kernen en pinnen. Het gietteam heeft nu de voltooide mal gereinigd en geïnspecteerd, de ovenafdekking op zijn plaats laten zakken en is begonnen met voorbakken op 16 juni.
Teamleden ‘besturen’ de oven actief met de computer terwijl de temperatuur stijgt gedurende de eerste 8 dagen van het verwarmingsproces, en vervolgens de stroom uitschakelen om het voorbakken van twee weken te voltooien. Voorbakken centreert kernlijmverbindingen, verbrandt eventuele onzuiverheden en belast de mal. Het gietteam zal de mal na het voorbakken inspecteren op eventuele reparaties.
Enkele van de meest visueel verbluffende stappen bij het gieten zijn glasinspectie en laden. Het team begon op 24 juni met het inspecteren van 90 kratten glas. Het laden van het glas is gepland voor de tweede week van juli, zei Steve Miller, Mirror Lab-manager.
De 40.000 pond borosilicaatglas dat de GMT-spiegel met een diameter van 27 voet (8,4 meter) zal maken, is afkomstig van Ohara Glassworks in Japan. Ohara heeft het glas gemaakt van zand dat afkomstig is van de Golfkust van Florida.
Het Mirror Lab begint op 18 juli met het verwarmen van de oven. Het duurt zes dagen voordat het glas zijn piektemperatuur bereikt op 2150 graden Fahrenheit (1178 graden Celsius). Bij deze temperatuur begint het glas als honing bij kamertemperatuur te stromen. Het dikke vloeibare glas stroomt tussen de zeshoekige kernen in de mal om een 'honingraat'-structuur te creëren. De uiteindelijke blanco honingraatspiegel weegt ongeveer een vijfde zoveel als een stevige glazen spiegel van zijn formaat.
De lagers op de roterende oven zullen tijdens spincasting een belasting van 100 ton draaien. De oven kan tijdens het gieten worden voorzien van maximaal 1,1 Megawatt aan elektriciteit - genoeg om gemiddeld 750 tot 1100 Tucson-huishoudens van stroom te voorzien, afhankelijk van de tijd van het jaar.
De rotatiesnelheid van de oven bepaalt de diepte van de kromming die in de vorm van de spiegel is gesponnen, of de brandpuntsafstand van de spiegel. De GMT-spiegel draait 5 keer per minuut, langzamer dan de twee 8,4-meter spiegels die het Lab heeft gemaakt voor de Grote Binoculaire Telescoop (LBT), omdat de GMT-spiegel buiten de as een ondiepere, langere brandpuntsspiegel moet zijn dan de symmetrische LBT-voorverkiezingen.
'Dit is een nieuw tijdperk voor astronomie', zei Richard Meserve, president van de Carnegie Institution. “De fabricage van de off-axis spiegel is een baanbrekend evenement dat wetenschappelijke ontdekkingen zal bevorderen. Iedereen in het achtkoppige GMT-consortium is verheugd dat we in productie zijn. "
Het consortium Giant Magellan Telescope omvat momenteel de Carnegie Observatories, Harvard University, Smithsonian Astrophysical Observatory, University of Arizona, University of Michigan, Massachusetts Institute of Technology, University of Texas in Austin en Texas A & M University.
"Het feit dat we al in productie zijn, houdt rechtstreeks verband met de succesvolle technologie die is ontwikkeld voor de dubbele Magellan-telescopen van 6,5 meter (21 voet) bij het Carnegie's Las Campanas-observatorium in Chili", zegt Matt Johns, adjunct-directeur van de Carnegie-observatoria en GMT projectmanager. "De Magellan-telescopen zijn de beste natuurlijke beeldtelescopen op de grond gebleken."
Spiegelkoeling is een zorgvuldig gecontroleerd proces dat 11 tot 12 weken duurt. Nadat de spiegel volledig is afgekoeld, wast het laboratorium de keramische kernen uit de glazen honingraatcellen van de spiegel. Vervolgens wordt de spiegel geslepen en gepolijst met een nauwkeurigheid van plus of minus 15 tot 20 nanometer (een nanometer is een miljardste van een meter). De spiegel zal op het observatorium worden bedekt met een laag reflecterend aluminium van slechts 100 nanometer dik.
De GMT is gepland voor voltooiing in 2016 op een locatie in het noorden van Chili. Met zijn krachtige resolutie en enorm verzamelgebied kan hij de belangrijkste vragen in de astronomie onderzoeken, waaronder de geboorte van sterren en planetenstelsels in onze Melkweg, de mysteries van zwarte gaten en het ontstaan van sterrenstelsels.
Gedetailleerde informatie over het ontwerp en de wetenschappelijke doelen van GMT staat online op http://www.gmto.org/
Oorspronkelijke bron: UA News Release
