ESO的ELT望遠鏡新進展
來自專欄放我天文文章翻譯的地方1 人贊了文章First ELT Main Mirror Segments Successfully Cast
為歐洲南方天文台(ESO)的極大望遠鏡(ELT)的主鏡準備的第一批共6個六角形部件已經在德國公司SCHOTT的設施里鑄造好了,該設施位於德國美因茨。這些部件將會組成ELT的39米級主鏡,該主鏡完成後將會擁有798個部件。當2024年這個望遠鏡開始工作時,ELT將會成為世界上最大的光學望遠鏡。
到目前為止,歐南台(ESO)極大望遠鏡的主鏡是世界上最大的為一個光學(注釋:即可見光波段)-紅外波段望遠鏡製備的鏡子。這樣一個「巨人」已經無法用一整塊玻璃實現了,所以它包含了足足798個獨立的六角形部件,每一個有1.4米長、大約5厘米厚。這些部件將會協同工作以形成一個巨大的鏡子,集光能力是人眼的幾千萬倍。
馬克·凱洛爾(Marc Cayrel)是歐南台極大望遠鏡光學機械部門的負責人,他在出席第一次(鏡面)鑄造時說道:「看著這第一批部件成功鑄造感覺棒極了。對於ELT來說,這可是個裡程碑事件。」
和望遠鏡的二級鏡片一樣,ELT的主鏡部件材料為低膨脹係數的陶瓷材料——SCHOTT公司的Zerodur?材料【1】。歐南台已經與這個德國公司簽訂了合同,交由他們生產首批四塊ELT用到的鏡子(叫做M1、M2、M3、M4,M4是主鏡)。
第一次部件的鑄造是重要的,因為他們允許SCHOTT的工程師自己設計、優化這一製作工藝以及相關的工具和流暢。
第一批6個部件的鑄造是有著里程碑意義的,但是要走的路還有很長——總共有超過900塊部件會被製造出來並拋光(其中798塊為主鏡準備,133塊為備用部件)。當工廠全速運轉時,每天都可以製造大約一塊部件。
在鑄造後,鏡面毛坯將會經過一個緩慢冷卻和加熱的流程,之後它們會被磨成正確的形狀並拋光,拋光的精度是整塊光學表面不能有超過15納米的起伏。塑形和拋光工作將會由法國公司Safran Reosc完成,這一公司也將負責進一步的檢查。
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歐洲南方天文台是歐洲第一流的政府間天文組織,也是目前為止世界上成果最多的陸基天文台。它由以下十六個國家支持:奧地利、比利時、巴西、捷克共和國、丹麥、法國、芬蘭、德國、義大利、荷蘭、波蘭、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和聯合王國(英國)以及天文台所在國智利和戰略合作夥伴澳大利亞。歐洲南方天文台雄心勃勃地致力於設計、建造和運行強大的陸基觀測設施,這些設施可以使得天文學家們有機會產生重要的科研發現。歐洲南方天文台也在推動和組織天文研究的合作中佔有領導地位。歐洲南方天文台在智利運營了三個獨特的世界級的觀測設施:拉·西拉(La Silla)天文台、帕瑞納(Paranal)天文台和查南托(Chajnantor)天文台。在帕瑞納,歐洲南方天文台運營著甚大望遠鏡和其世界領先的甚大望遠鏡干涉儀。除此之外,還有兩個巡天望遠鏡:在紅外波段和可見光波段運行的VISTA(可見光和紅外巡天望遠鏡/Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy)。在查南托,歐洲南方天文台也是兩個設施的主要參與者——阿塔卡馬探路者實驗(APEX)和阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)。這兩者是世界上最大的天文項目。在阿爾桑瑪尼斯山(Cerro Armazones)上,歐洲南方天文台正在建造39米級極大望遠鏡(ELT),它將會成為「世界上最大的眼睛」。
【1】Zerodur?微晶玻璃材料最初是為20世紀60年代的天文望遠鏡而研究出來的。它有著極低的熱膨脹係數,意味著即使有著很大的溫度波動,這一材料也不會膨脹。從化學上來說,Zerodur?材料十分穩定同時可以以高標準進行拋光。它的實際反射層是由鋁或者銀製成的。在望遠鏡開始使用之前,鋁或者銀的蒸汽會在(鏡面這一)十分光滑的表面上凝結,每隔一段時間都要重新進行這一工序。許多有名的使用Zerodur?材料的望遠鏡已經可靠地工作了數十年了,包括歐洲南方天文台位於智利的甚大望遠鏡。
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