GMT第六個巨大鏡面鑄造上週已完成,現進入冷卻階段
據外媒報導,工程師們將在本世紀末完成巨型麥哲倫望遠鏡(GMT)的建造,屆時它將成為世界上最強大的望遠鏡。它的觀測能力將是哈勃太空望遠鏡的10倍,是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的4倍。儘管GMT的第六個巨大鏡面的鑄造約在一周前就開始了,但讓它冷卻到室溫則還要兩個月的時間。
之後,工作人員還需要花兩年時間進行拋光,然後再用兩年時間進行最後的收尾工作–包括在前表面塗上1000個原子厚的反光鋁層。
這是一個極其漫長的過程,由亞利桑那大學的Richard F. Caris鏡子實驗室完成。儘管這個項目始於2005年,但只有兩個鏡子已經完成並還在倉庫中等待組裝。鏡子6號和其他3個鏡面目前正處於生產過程的不同階段。雖然GMT只需要7面鏡子來觀察,但實驗室將製造第八個鏡面作為備用,當其中一面鏡子需要維護時,可以將其替換到望遠鏡中。
據了解,製作過程之所以漫長部分是因為這些是有史以來最大的鏡子。每一個直徑超27英尺,厚度超2英尺。儘管這些鏡面很大,但它們有蜂巢狀的結構,80%是空心的,比實心鏡子輕得多。也就是說,每個單片需要20噸高純、低膨脹的硼矽玻璃(E6玻璃)。蜂窩結構也提供了反射鏡所需的剛度以抵抗望遠鏡移動時的彎曲和重力的影響。
另一個導致長製作時間的因素是對拋光的要求。鏡子的正面和背面都需要拋光,但反射面則必須非常精確。
GMTO公司在一份新聞稿中表示:“一旦冷卻,鏡面將要被拋光兩年,直到光學表面精度達到不到人類頭髮寬度的千分之一,或比單個冠狀病毒顆粒還要小五倍。”
儘管兩年的時間對於打磨鏡子來說似乎是很長的時間,但如果工程師要磨平鏡面的曲率那就需要更長的時間。為了縮短施工時間,Richard F. Caris鏡子實驗室建造了世界上唯一的旋轉爐。當玻璃被加熱到2129華氏度,同時模具以每分鐘5轉的速度旋轉。離心力將玻璃推向模具的邊緣並創造出粗糙的拋物線曲率,這樣鏡子就需要節省大量的時間。
第七個鏡面預計將於2023年鑄造。到本世紀20年代末,所有的鏡子都將被運往一個港口城市,很可能是休斯頓。從那裡,他們將通過巴拿馬運河沿著南太平洋海岸到達智利。等到那時,已經在建設中的天文台將做好安裝鏡面的準備。科學家們不必等到所有7個鏡面都連接好後才開始觀測–GMT只需要四個鏡子就可以正常工作。
除了這個巨大的望遠鏡,天文台還將有宿舍以及完備的設施,這樣科學家們就可以住在那裡了。不過天文學家也可以遠程訪問該地點。據悉,整個項目將於2030年左右完工。