世界最大望遠鏡鏡面的最後一段鑄造成功
位於智利的超大望遠鏡將於本十年內完工,它將是全球最大的望遠鏡,主鏡跨度達39 米,由798 個精密設計的部件組成。它代表著天文學領域的一項重大國際努力。目前正在智利阿塔卡馬沙漠建造的歐洲南方天文台超大望遠鏡(ESO’s ELT)距離完工又更近了一步。德國肖特公司(SCHOTT)已成功交付瞭望遠鏡主鏡(M1)949 個部件中最後一個部件的毛坯。 M1 的直徑超過39 米,將是迄今為止為望遠鏡製造的最大鏡子。
這幅藝術家繪製的效果圖顯示的是智利北部Cerro Armazones 上正在運行的超大望遠鏡的夜景。圖中的望遠鏡使用雷射在大氣層的高處製造人造恆星。圖片來源:ESO/L.Calçada
目前正在智利阿塔卡馬沙漠建造的歐洲南方天文台超大望遠鏡(ESO ‘s ELT)距離完工又近了一步。德國肖特公司(SCHOTT)已成功交付瞭望遠鏡主鏡(M1)949 個部件中最後一個部件的毛坯。 M1 的直徑超過39 米,將是迄今為止為望遠鏡製造的最大鏡子。
由於M1 太大,無法用一整塊玻璃製作,因此它將由798 個六邊形片段組成,每個片段厚約5 厘米,寬1.5 米,共同收集的光量是人眼的數千萬倍。另外也生產了133 個六角形片,以方便望遠鏡投入使用後的維護和重新塗層。歐洲南方天文台也採購了18 個備用鏡片,使總數達到949 個。
歐洲南方天文台(ESO)的超大望遠鏡(ELT)的主鏡被稱為M1,它將是迄今為止為望遠鏡製造的最大鏡子。 M1 的直徑超過39 米,由於鏡面太大,無法用一整塊玻璃製作,而是由798 塊六邊形鏡片組成,每塊鏡片厚約5 厘米,寬1.5 米,共同作用收集的光線是人眼的數千萬倍。另外也生產了133 個六角形片段,以方便望遠鏡投入使用後的維護和重新塗層。歐洲南方天文台也採購了18 個備用鏡片,使總數達到949 個。現在,德國肖特公司已經成功鑄造了949 個艙段中最後一個的坯件,如圖所示。 M1坯件是一種成型材料,經過拋光後成為鏡片,由ZERODUR©製成,這是肖特公司開發的一種低膨脹玻璃陶瓷材料,並針對阿塔卡馬沙漠中ELT 基地的極端溫度範圍進行了優化。從圖中可以看到第949 個鏡片在切割成六邊形和拋光之前的樣子–這些步驟將由法國賽峰Reosc 公司完成。圖片來源:肖特公司
M1 鏡片由ZERODUR 材料製成,這種材料是肖特公司開發的低膨脹玻璃陶瓷材料,並在ELT 位於阿塔卡馬沙漠的生產基地針對極端溫度範圍進行了最佳化。該公司還在位於德國美因茨的工廠製造了另外三個ELT 反射鏡(M2、M3 和M4)的坯件。
“歐洲南方天文台從肖特訂購的不僅僅是ZERODUR。”歐洲南方天文台ELT 光學機械主管Marc Cayrel 說。 “透過與ESO 的密切合作,肖特對每一個生產步驟都進行了微調,使產品能夠滿足甚至超過ELT 的苛刻要求。在批量生產230 多噸這種高性能材料的過程中,始終保持了坯料的優秀品質。
顯示ESO 超大望遠鏡主鏡(M1)的電腦渲染圖。圖片來源:ESO
肖特公司ELT 專案負責人Thomas Werner 表示:「我們整個團隊都為完成公司歷史上最大的單筆ZERODUR 訂單而激動不已。在這個專案中,我們成功地完成了數百塊ZERODUR® 鏡面基板的批量生產,而我們通常只進行單件生產。
澆鑄完成後(請參閱下面的影片),所有部件都要經過一個多步驟的國際旅程。在經過緩慢的冷卻和熱處理後,每個坯件的表面都在肖特公司進行超精密打磨。然後,這些坯料被運往法國賽峰集團的Reosc 公司,在那裡,每塊坯料都被切割成六邊形,並在整個光學表面上以10 奈米的精度進行拋光–這意味著鏡子表面的不平整度將小於頭髮絲寬度的千分之一。
參與M1 節段組件工作的公司還包括荷蘭VDL ETG Projects BV 公司負責生產節段支架;德國-法國FAMES 聯合公司負責開發並最終完成4500 個奈米精度感測器的製造,這些感測器用於監測每個節段的相對位置;德國Physik Instrumente 公司負責設計並製造2500 個執行器,這些執行器能夠以奈米精度定位節段;丹麥DSV 公司負責將節段運往智利。
經過拋光和組裝後,每個M1 片段都要漂洋過海運往位於阿塔卡馬沙漠的歐洲南方天文台帕拉納爾天文台的ELT 技術設施–70 多個M1 片段已經完成了10000 公里的旅程。在距離ELT 施工現場僅幾公里之遙的帕拉納爾,每個M1 片段都被鍍上一層銀,使其具有反光性,之後將被小心存放,直到望遠鏡的主體結構準備好接收它們。
歐洲南方天文台的ELT 將於本十年晚些時候開始運行,屆時它將成為世界上最大的天眼。它將應對我們這個時代最大的天文挑戰,並取得迄今為止難以想像的發現。
編譯自/ ScitechDaily