คนงานสร้างแม่พิมพ์กระจก 8.4 เมตรสำหรับกระจกกล้องโทรทรรศน์แมเจลแลนยักษ์ เครดิตภาพ: Lori Stiles / UA คลิกเพื่อดูภาพขยาย
ห้องทดลองกระจกสจวร์ตหอดูดาวของมหาวิทยาลัยแอริโซนากำลังเตรียมเตาหลอมขนาดใหญ่ไว้ล่วงหน้าและตรวจสอบแก้วหลายตันเพื่อคัดเลือกกระจกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 8.4 เมตร (27 ฟุต) สำหรับกล้องโทรทรรศน์ยักษ์มาเจลลัน (GMT) การคัดเลือกนักแสดงมีกำหนดวันเสาร์ที่ 23 กรกฎาคม
ด้วยขั้นตอนสำคัญนี้ GMT กลายเป็นกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่ที่สุดตัวแรกที่เริ่มก่อสร้าง
กระจกหลักของกล้องโทรทรรศน์ GMT เสร็จสมบูรณ์จะประกอบด้วยกระจกนอกแกนยาว 8.4 เมตรรอบกระจกกระจกที่เจ็ดบนแกนที่เจ็ด (กระจกนอกแกนโฟกัสแสงที่มุมหนึ่งห่างจากแกนของมันไม่เหมือนกับกระจกสมมาตรที่มุ่งเน้นแสงตามแนวแกน) การจัดเรียงนี้จะให้เวลา GMT สี่เท่าครึ่งหนึ่งของพื้นที่รวบรวมของกล้องโทรทรรศน์ออปติคัลปัจจุบัน และพลังการแก้ไขของกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 25.6 เมตร (84 ฟุต) หรือความละเอียด 10 เท่าของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
กระจกกล้องโทรทรรศน์ชิ้นเดียวหล่อแบบหมุนได้ที่มีขนาดยักษ์แข็ง แต่มีน้ำหนักเบาเป็นกระบวนการอันชาญฉลาดและยอดเยี่ยมที่ได้รับการคิดค้นและพัฒนาโดยศาสตราจารย์แห่งดาราศาสตร์ของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐรีเจ้นท์เจโรเจอร์พี. แองเจิล การหล่อกระจกเสาหินขนาดยักษ์สามารถทำได้ในที่เดียวในโลก - ห้องทดลองกระจกสจวร์ต
ทีมงานคัดเลือกนำโดย Randy Lutz ติดตั้งประมาณ 50 แกนต่อวันรวม 1,681 แกนในช่วงเจ็ดสัปดาห์ในเดือนเมษายน - พฤษภาคม ทีมยึดแกนแต่ละแกนด้วยมุมที่แม่นยำในการวัดกระเบื้องและแกนที่อยู่ติดกันในการดำเนินการนี้ ลูกเรือติดป้ายรอยต่อที่ติดกาวทั้งหมดด้วย "smurf" สีน้ำเงินซึ่งเป็นการผสมสีของตัวการ์ตูน smurf สีน้ำเงิน - เพื่อป้องกันไม่ให้แก้วเกาะติดกับรา
เมื่อมาถึงจุดนี้ราจะมีแผ่นกระเบื้องจำนวน 17,000 ปอนด์, ผนังอ่างไฟเบอร์ 16,000 ปอนด์, และแกนและหมุด 15,000 ปอนด์ ทีมงานหล่อได้ทำความสะอาดและตรวจสอบแม่พิมพ์ที่เสร็จสมบูรณ์แล้วลดการปกคลุมของเตาหลอมและเริ่มทำการยิงล่วงหน้าในวันที่ 16 มิถุนายน
สมาชิกในทีมกระตือรือร้น“ นำร่อง” เตาเผาด้วยคอมพิวเตอร์เมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นในช่วง 8 วันแรกของกระบวนการให้ความร้อนจากนั้นปิดไฟเพื่อให้การยิงสองสัปดาห์เสร็จสมบูรณ์ ศูนย์กลางของรอยต่อแกนกาวก่อนการเผาไหม้จะเผาสิ่งสกปรกออกไปและทำให้เกิดความเครียด ทีมงานหล่อจะตรวจสอบแม่พิมพ์สำหรับการซ่อมแซมที่จำเป็นหลังจากการยิงก่อน
บางขั้นตอนที่น่าทึ่งที่สุดในการหล่อคือการตรวจสอบกระจกและโหลด ทีมงานเริ่มตรวจสอบ 90 ลังขนส่งของแก้วในวันที่ 24 มิถุนายนการบรรจุแก้วมีกำหนดสำหรับสัปดาห์ที่สองของเดือนกรกฎาคม Steve Miller ผู้จัดการ Mirror Lab กล่าว
แก้ว borosilicate 40,000 ปอนด์ที่จะทำให้กระจก GMT ขนาด 27 ฟุต (8.4 เมตร) มาจาก Ohara Glassworks ในญี่ปุ่น Ohara สร้างแก้วจากทรายที่มาจากชายฝั่งอ่าวฟลอริดา
Mirror Lab จะเริ่มให้ความร้อนแก่เตา 18 กรกฎาคมมันใช้เวลาหกวันสำหรับแก้วในการเข้าถึงอุณหภูมิสูงสุดที่ 2,150 องศาฟาเรนไฮต์ (1178 องศาเซลเซียส) ที่อุณหภูมินี้แก้วเริ่มไหลเหมือนน้ำผึ้งที่อุณหภูมิห้อง แก้วเหลวหนาไหลผ่านแกนกลางหกเหลี่ยมในแม่พิมพ์เพื่อสร้างโครงสร้าง "รวงผึ้ง" กระจกรังผึ้งสุดท้ายว่างเปล่าจะมีน้ำหนักประมาณหนึ่งในห้าเท่าของกระจกแข็งขนาด
แบริ่งในเตาหมุนจะเปลี่ยนโหลด 100 ตันระหว่างการหมุน เตาสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้มากถึง 1.1 เมกะวัตต์ในระหว่างการหล่อ - เพียงพอที่จะใช้งานเฉลี่ย 750 ถึง 1,100 ครัวเรือนทูซอนขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี
อัตราการหมุนของเตาอบกำหนดความลึกของเส้นโค้งที่หมุนเป็นรูปร่างของกระจกหรือความยาวโฟกัสของกระจก กระจก GMT จะหมุน 5 ครั้งต่อนาทีช้ากว่ากระจก 8.4 เมตรสองเท่าของห้องแล็บที่สร้างขึ้นสำหรับกล้องโทรทรรศน์กล้องส่องทางไกลขนาดใหญ่ (LBT) เพราะกระจก GMT นอกแกนจะเป็นกระจกตื้นที่มีความยาวโฟกัสยาวกว่า พรรค LBT สมมาตร
“ นี่เป็นยุคใหม่ของดาราศาสตร์” Richard Meserve ประธานสถาบันคาร์เนกี้กล่าว “ การสร้างกระจกนอกแกนเป็นเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ ทุกคนในกลุ่มแปด GMT สมาชิกรู้สึกตื่นเต้นที่เรากำลังผลิต”
กลุ่มกล้องโทรทรรศน์ยักษ์แมกเจลแลนในปัจจุบันประกอบด้วยหอสังเกตการณ์ Carnegie, มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด, หอดูดาวดาราศาสตร์ฟิสิกส์สมิ ธ โซเนียน, มหาวิทยาลัยอริิ, มหาวิทยาลัยมิชิแกน, สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์, มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสติน, และมหาวิทยาลัย Texas A & M
“ ความจริงที่ว่าเราผลิตอยู่แล้วนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับเทคโนโลยีที่ประสบความสำเร็จที่พัฒนาขึ้นสำหรับกล้องโทรทรรศน์ Magellan ขนาด 6.5 เมตร (21 ฟุต) ที่หอดูดาว Las Campanas ในคาร์เนกี้ในชิลี” นายแมทจอห์นส์ผู้ช่วยผู้อำนวยการหอสังเกตการณ์ Carnegie กล่าว ผู้จัดการโครงการ GMT “ กล้องโทรทรรศน์ Magellan พิสูจน์แล้วว่าเป็นกล้องถ่ายภาพธรรมชาติที่ดีที่สุดบนพื้นดิน”
การระบายความร้อนด้วยกระจกเป็นกระบวนการที่ควบคุมอย่างระมัดระวังซึ่งจะใช้เวลา 11 ถึง 12 สัปดาห์ หลังจากที่กระจกเย็นสนิทห้องแล็บจะล้างแกนเซรามิกออกจากเซลล์รังผึ้งกระจกของกระจก จากนั้นกระจกจะทำการกราวด์และขัดเงาให้มีความแม่นยำในเชิงบวกหรือลบ 15 ถึง 20 นาโนเมตร (นาโนเมตรคือหนึ่งในพันล้านของเมตร) กระจกจะถูกเคลือบด้วยชั้นอลูมิเนียมสะท้อนแสงซึ่งมีความหนาเพียง 100 นาโนเมตรที่บริเวณหอดูดาว
GMT มีกำหนดแล้วเสร็จในปี 2559 ที่เว็บไซต์ทางตอนเหนือของชิลี ด้วยความละเอียดที่ทรงพลังและพื้นที่เก็บตัวอย่างมหาศาลมันจะสามารถตรวจสอบคำถามที่สำคัญที่สุดในทางดาราศาสตร์รวมถึงการกำเนิดของดาวฤกษ์และระบบดาวเคราะห์ในทางช้างเผือกของเราความลึกลับของหลุมดำและกำเนิดกาแลคซี
ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับการออกแบบ GMT และเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ออนไลน์ได้ที่ http://www.gmto.org/
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว UA
