Under cirka 300 nätter under året är Mauna Kea på den stora ön Hawaii en av de bästa platserna i världen för markbaserad astronomi. På en höjd av 4 205 meter ligger toppen ovanför en stor del av jordens atmosfär, och vanligtvis är himlen klar, lugn och torr. Faktum är att 13 gigantiska teleskop sitter på Mauna Keas toppmöte, och de har gjort några av de största upptäckterna inom astronomi. Men under de återstående nätter på året kan en mängd väderrelaterade frågor hindra astronomer från att observera, och besökare klättrar till toppen för att se de orörda himlen för sig själva samt kunna se några av våra största ögon på skies action. Ibland kan moln, hög vind eller luftfuktighet hålla teleskopkuporna stängda, andra gånger kan snö stänga vägarna. Vid ett besök på Hawaii nyligen höll tung snö vägarna stängda i tre dagar och min långa planerade resa till toppen av Mauna Kea blev, nedslående, skurad. Men jag blev en bra bakom kulisserna turnén i W. M. Keck Observatory huvudkontor i Waimea.
Medan teleskopen är uppe på toppen av berget, arbetar sällan sällan astronomer sällan vid själva teleskopen. Istället arbetar de på fjärrkontrollkontor vid huvudkontoret i Waimea. Det finns ett operationsrum för vart och ett av de två 10-meteriga Keck-teleskopen: Fjärrmanövrering 1 fungerar Keck 1-teleskopet:
Och fjärroperationer 2 fungerar Keck 2:
Jag kom på morgonen innan någon av astronomerna var där. "Människor som arbetar för Keck hjälper de besökande astronomerna," sade Alexandra Starr, som arbetar med media och är en offentlig informationschef vid Keck-huvudkontoret. ”Vanligtvis börjar de besökande astronomerna filtrera in cirka två klockor, och de människor som arbetar på toppmötet gör saker redo för det astronomerna vill observera. Det finns en kamera för dem här nere för att se hur det går för att få teleskopet riktat exakt var de vill ha det. ”
Men kupolerna på teleskopet kan inte öppnas förrän solen går ner.
"Så när de väl har gjort allt, går de till en tidig middag och kommer sedan tillbaka hit och observerar hela natten," sade Starr. ”Vi har dock människor som arbetar dygnet runt. För astronomer som har varit här tidigare behöver de ibland inte mycket hjälp, men våra stöd astronomer hjälper alla besökande astronomer att få den bästa observationen de kan och få den information de behöver medan de är på himlen. ”
Cirka 125 personer arbetar heltid på Keck, varav två tredjedelar är lokalbefolkningen från Hawaii. Med en årlig driftsbudget på 11 miljoner dollar är observatoriet en av stadens största arbetsgivare.
I huvudkontoret finns condos där de besökande astronomerna kan stanna:
De flesta astronomer har bara två nätter för att observera, och Starr sa att det kan vara upp till ett och ett halvt år från när astronomer lägger fram ett förslag att använda Keck-teleskop till när de faktiskt får observera. Men ibland, beroende på astronomen och vad de observerar, kommer de att komma tillbaka ganska snabbt igen när vädret inte tillåter observationer.
"De senaste 2 nätterna har vi inte observerat, och dessa människor är i stan redo att åka," sade Starr.
På baksidan av anläggningarna ingår observatoriets egen mekanikbutik. "Vi har åtta fyrhjulsdrivna bilar för att komma till toppen, och vår egen mekanikerbutik för att hålla dem alla i toppform," sade Starr.
Keck-observatoriets huvudkontor i Waimea är öppet för besökare, och frivilliga guider finns tillgängliga tisdag till fredag från kl. för att dela information om Keck och andra Mauna Kea-observatorier. Besökarens centrum har också ett konferensrum för offentliga föreläsningar från besökande astronomer.
Inuti finns modeller och bilder av de två 10-meteriga Keck-teleskopen:
Tvilling Keck-teleskop är världens största optiska och infraröda teleskop. Varje teleskop är åtta våningar högt, väger 300 ton och arbetar med nanometerprecision. Teleskopens primära speglar är 10 meter i diameter och består vardera av 36 hexagonala segment som fungerar tillsammans som ett enda reflekterande glas.
Utanför innergården finns ett gräsbevuxet område som representerar storleken på bara ett av de sexkantiga segmenten, som är 1,8 meter i diameter.
Varje segment väger 0,5 ton (880 pund) och är tre tum tjocka. De är gjorda av ett glas- och keramikkomposit som kallas Zerodur. Zerodur i sig är inte reflekterande, så de är täckta med ett tunt reflekterande skikt av aluminium.
"Medan teleskopet faktiskt fungerar är det ständigt att finjustera de enskilda speglarnas position för att se till att de alla är i linje," sa vår reseguide Rosalind Redfield.
På teleskopet hålls varje segments figur stabilt av ett system med extremt styva stödstrukturer och justerbara vridningssele. Under observationen justerar ett datorstyrt system av sensorer och ställdon positionen för varje segment - relativt till det angränsande segmentet - till en noggrannhet av fyra nanometer, ungefär storleken på några molekyler, eller ungefär 1 / 25.000 diametern hos en människa hår. Denna justering två gånger per sekund räknar effektivt dragkraften.
Upp på toppen, (som jag bara kan dela bilder från Keck-observatoriet) sade Redfield att det är som andra sidan av månen. "Absolut ingenting växer upp där, höjden är så hög att den är helt karg," sa hon. ”Det finns fin smuts av sandig typ, och de gillar inte att folk kör upp där när det väcker upp damm. Den asfalterade vägen går bara så långt, och alla som kör på toppen skapar tillräckligt med damm för att det kan orsaka problem och människor får bara köra upp om du har en fyrhjulsdrift. ”
Solen går ner på Mauna Kea när tvillingkecks förbereder sig för observationer. Kredit: Laurie Hatch / W. Keck Observatory
De två Keck-teleskopen och de 8,3 meter stora Subaru-teleskopen tar toppen av berget. De förenas av 8.1 Gemini North Telescope, det 0,6 m långa teleskopet, från University of Hawaii i Hilo, ett 2,2 m teleskop University of Hawaii Institute for Astronomy, det 3 meter långa NASA Infraröda teleskopfaciliteten, 3,6 meter Kanada France-Hawaii Telescope, 3,8 meter UKIRT (Storbritanniens infraröda teleskop), 10,4 Caltech Submillimeter Observatory, 15 meter James Clerk Maxwell Telescope, 8X6 meter Submillimeter Array och 25 meter Very Long Baseline Array.
Men ingen stigning till toppen för mig - inte den här gången! Jag hoppas att återvända en dag till Mauna Kea för att se första hand där vetenskap och natur samlas för att möjliggöra fortsatt upptäckt av vårt universum.
För mer information om Keck-observatoriet, se deras webbplats, och om du är på Hawaii eller kommer att besöka Big Island kan du hitta information här om hur du kan besöka observatoriets huvudkontor eller gå till toppen.
