Arbetare som kompletterar formen på 8,4 meters spegel för Giant Magellan Telescope-spegeln. Bildkredit: Lori Stiles / UA. Klicka för att förstora.
University of Arizona Steward Observatory Mirror Lab fyrar sin enorma snurrugn och inspekterar massor av glas för gjutning av en första spegel med 8,4 meter (27 fot) för Giant Magellan Telescope (GMT). Gjutningen är planerad till lördag 23 juli.
Med detta milstolpssteg blir GMT det första extremt stora markbaserade teleskopet som börjar bygga.
Den färdiga GMT-teleskopets primära spegel kommer att bestå av sex 8,4-meters off-axelspeglar som omger en sjunde centralspegel på axeln. (En spegel utanför axeln fokuserar ljus i en vinkel bort från dess axel, till skillnad från en symmetrisk spegel som fokuserar ljus längs sin axel.) Detta arrangemang ger GMT fyra-och-en-halva gånger samlingsområdet för alla aktuella optiska teleskop och upplösningskraften hos ett teleskop med en diameter på 25,6 meter (84 fot), eller 10 gånger upplösningen för Hubble Space Telescope.
"Spin-casting" teleskopspeglar i ett stycke som är jätte, styv men ändå lätt är en genial, fantastisk process som utformades och utvecklades av University of Arizona Regents 'professor i astronomi J. Roger P. Angel. Gjutning av jätte monolitiska speglar åstadkommes endast på en plats i världen - Steward Observatory Mirror Laboratory.
Gjutningsteamet, som leds av Randy Lutz, installerade cirka 50 kärnor per dag för totalt 1 681 kärnor under sju veckor i april - maj. Teamet skruvade fast varje kärna i exakt uppmätta vinklar mot eldstensplattan och angränsande kärnor i denna operation. Besättningen dövade alla limmade korsningar med blå "smurf" - en sammanslagning av färgen på de blå smurf-seriefigurerna - för att förhindra att glas klistrar fast vid formen.
Vid denna punkt rymmer formen 17 000 pund härdplattor, 16 000 pund i fiberkarväggar och 15 000 pund kärnor och stift. Gjutningsteamet har nu rengjort och inspekterat den färdiggjorda formen, sänkt ugnskyddet på plats och påbörjat förskjutningen den 16 juni.
Teammedlemmarna "pilotar" ugnen med datorn när temperaturen ökar under de första åtta dagarna av uppvärmningsprocessen och stänger sedan av strömmen för att slutföra två veckors förbränning. Förfyrning centrerar kärnlimfogar, bränner ut eventuella föroreningar och påfrestar formen. Gjutningsteamet kommer att inspektera formen för eventuella reparationer efter förskott.
Några av de mest visuellt fantastiska stegen vid gjutning är glasinspektion och lastning. Teamet började inspektera 90 fraktkorgar av glas den 24 juni. Glasbelastning planeras till den andra veckan i juli, säger Steve Miller, Mirror Lab-chef.
De 40 000 pund borosilikatglaset som kommer att göra en 27-fots diameter (8,4 meter) GMT-spegeln kommer från Ohara Glassworks i Japan. Ohara tillverkade glaset från sand som kommer från Floridas golfkust.
Mirror Lab börjar värma ugnen den 18 juli. Det tar sex dagar innan glaset når topptemperaturen vid 2 150 grader Fahrenheit (1178 Celsius). Vid denna temperatur börjar glaset flyta som honung vid rumstemperatur. Det tjocka flytande glaset flödar mellan de sexkantiga kärnorna i formen för att skapa en "bikakestruktur". Det sista honungskakespegelämnet kommer att väga ungefär en femtedel så mycket som en massiv glasspegel i sin storlek.
Lagren på den roterande ugnen kommer att vrida en 100-ton belastning under spinning. Ugnen kan levereras med upp till 1,1 Megawatt el under gjutningen - tillräckligt för att driva i genomsnitt 750 till 1 100 Tucson-hushåll, beroende på årstid.
Ugns rotationshastighet bestämmer djupet på kurvan som spinnas till spegelns form eller spegelns brännvidd. GMT-spegeln kommer att snurra 5 gånger per minut, långsammare än de två 8,4-metersspeglarna som Lab gjorde för det stora binokulära teleskopet (LBT), eftersom GMT-spegeln utanför axeln ska vara en grundare, längre brännviddspegel än symmetriska LBT-primärer.
"Detta är en ny epok för astronomi," sade Richard Meserve, ordförande för Carnegie-institutionen. ”Tillverkningen av spegeln utanför axeln är en banbrytande händelse som kommer att främja den vetenskapliga upptäckten. Alla i GMT-konsortiet med åtta medlemmar är glada över att vi är i produktion. "
Giant Magellan Telescope-konsortiet omfattar för närvarande Carnegie-observatorierna, Harvard University, Smithsonian Astrophysical Observatory, University of Arizona, University of Michigan, Massachusetts Institute of Technology, University of Texas at Austin, och Texas A & M University.
"Det faktum att vi redan är i produktion är direkt relaterat till den framgångsrika tekniken som har utvecklats för de två 6,5 meter (21 fot) Magellan-teleskopen vid Carnegies Las Campanas observatorium i Chile," sade Matt Johns, biträdande direktör för Carnegie-observatorierna och GMT-projektledare. "Magellan teleskop har visat sig vara de bästa naturliga avbildning teleskop på marken."
Spegelkylning är en noggrant kontrollerad process som kommer att ta 11 till 12 veckor. Efter att spegeln är helt kyld, kommer laboratoriet att tvätta keramiska kärnor ur spegelns glas honungskakeceller. Sedan slipas spegeln och poleras till en noggrannhet på plus eller minus 15 till 20 nanometer (en nanometer är en miljarddels meter). Spegeln kommer att beläggas med ett skikt av reflekterande aluminium endast 100 nanometer tjockt på observationsplatsen.
GMT planeras för slutförande 2016 på en plats i norra Chile. Med sin kraftfulla upplösning och enorma insamlingsområde kommer den att kunna undersöka de viktigaste frågorna inom astronomin, inklusive födelsen av stjärnor och planetsystem i vårt Vintergatan, svarta hålens mysterier och galaxernas uppkomst.
Detaljerad information om GMT-design- och vetenskapsmålen är online på http://www.gmto.org/
Originalkälla: UA News Release
