Meddelelse

Hovedspejlsegmenter til ELT når milepæl i produktionen

19. februar 2020

M1, hovedspejlet på ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), er omdrejningspunktet på den revolutionære astronomiske maskine, der er ved at blive opført i Chiles Atacamaørken. Spejlet måler 39 meter i diameter og er for stor til at blive lavet af ét stykke glas. Derfor kommer det til at bestå af 798 sekskantede segmenter, der hver har måler cirka 5 centimeter i tykkelsen og 1,4 meter på tværs. Det er en udfordring for en ingeniør at producere 798 segmenter (plus nogle få ekstra stykker), som kan samles til ét store spejl, der kan levere uovertrufne astronomiske data, og det værd at fejre, når milepæle nås.

M1-segmenterne får liv hos SCHOTT i Tyskland som upolerede skiver af Zerodur©, et glaskeramisk materiale med meget lav varmeudvidelse. Efter støbningen og bearbejdningen til nogenlunde slut-formen hos SCHOTT bliver segmentere leveret til Safran Reosc i Frankrig. De første 24 segmenter er i øjeblikket hos Safran Reosc, hvor de er klar til at blive polerede.

Poleringsanlæg indviet i Poitiers

For at håndtere poleringen og tests af mere end 900 M1-segmenter mere effektivt har Safran Reosc udviklet et dedikeret ELT-poleringsanlæg i Poitiers. Det blev indviet 4. februar af ESO’s generaldirektør Xavier Barcons og Martin Sion, der er administrerende direktør hos Safran Electronics & Defense. Anlægget blev samlet i en bygning, der engang husede flymotorer, og er unik. Det har et areal på cirka 5.000 kvadratmeter (mere end 19 gange så stort som en tennisbane) og er udstyret med højteknologisk optik-udstyr, som nu er klar til at masseproducere M1-segmenter til ELT. På højeste ydeevne vil Safran Reosc i gennemsnit blive færdig med ét spejlsegment pr dag.

I anlægget går hvert M1-segment glaskeramikskive – som stadig er ovalt – gennem en proces, hvor det slibes og poleres for at fjerne eventuelle mærket i dets overflade og ensforme dem med en nøjagtighed på et par snese nanometre. Ingeniører skærer herefter segmentet i en sekskantet form før den endelige og mest præcise polering: ionstråle-efterbehandling.

Leverede segmentstøtter

Før den sidste del af poleringen bliver segmentstøtter hæftet til spejlsegmenterne. Disse vigtige komponenter bliver til ELT’s hovedspejls rygrad, som giver spejlet stivhed og justerbar støtte til alle 798 segmenter. Hvert segment vejer 250 kilo inklusive støtte og de vil senere blive monteret på tre donkrafte, som kan tippe og vippe med utrolig præcision.

Det først M1-segmentstøttesæt, som bliver produceret og testet til høj præcision af VDL ETG Projects BV i Holland, er netop blevet leveret til Safran Reosc i Poitiers. Støtterne vil blive installeret bag på hvert segment, som herefter vil være klar til det sidste poleringsstadie. Her vil en ionstråle strømline segmentet til præcision af molekylestørrelse ved at fjerne eventuelle fejl, der måtte være efter at være blevet skåret sekskantet og efter vedhæftningen af støtte.

ELT Technical Facility nærmer sig færdiggørelsen

Efter polering og tests er segmenterne klar til at begynde deres rejse til Chile. ESO sender segmenterne med de vedhæftede støtter i partier i dedikerede temperaturkontrollerede containere. Når de kommer til Chile bliver de transporteret til ESO’s Paranalobservatorium i Atacamaørknen, hvor de bliver modtaget i ELT Technical Facility, som snart står færdigbygget. Den store facilitet, der er bygget på en 6.500 kvadratmeterstor grund, er designet og konstrueret af Abengoa Chile.

Udover at være en facilitet med M1-segmenter skal ESO Technical Facility bruges til at samle og forberede flere elementer til ELT, inklusive alle dets spejle. I første omgang vil den bruges til opbevaring, integration og belægning af M1-segmenterne, såvel som belægning af sekundære og tertiære spejle. For nyligt blev specielle kraner, som er produceret af INAMAR, en chilensk repræsentant fra det tyske ABUS, til at håndtere spejlene installeret i faciliteten.

De to næste skridt i segmenternes liv udleves også i denne højteknologiske facilitet. For at sikre at segmenterne er justerede, når de bliver installerede på teleskopet, bliver kantsensorer fæstnet til hvert segment. Til sidst bliver segmenterne sendt til M1-belægningsanlægget, som er designet og fremstillet hos AGC Glass Europe, ved ELT Technical Facility. Der bliver segmenterne belagt med et tyndt lag sølv og en beskyttende belægning. Herefter er segmenterne klar til deres sidste rejse til Cerro Armazones, bjerget hvor ELT står, hvor segmenterne skal installeres på teleskopet.

Ny kontrakt underskrevet: vask og aftagning af M1-segmenter

Når ELT begynder at fungere vil faciliteten blive hovednav til vedligeholdelse af ELT’s optiske komponenter inklusive genbelægnings af M1-segmenterne. Før de bliver genbelagt med en hastighed på to pr. dag, skal segmenterne have deres gamle belægning taget af og vaskes. I sidste måned trådte en kontrakt med det svenske firma Fagerstroem Industrikonsult AB om vask og aftagning i kraft. Segmenter, der går gennem denne proces, bliver kemisk ætsede. Denne metode til at fjerne gammel belægning fra overfladen er udviklet til ESO af det danske firma IPU. Hvert M1-segment bliver efterfølgende omhyggeligt vasket og tørret, før de kommer gennem en rengøringskontrol for at sikre, at overfladen er klar til at modtage ny belægning.

Når et segment er genbelagt er det klar til at blive reinstalleret på ESO’s ELT, hvor det fortsætter sin rolle med at samarbejde med de andre segmenter som ét stort spejl, der hjælper med at opfylde ELT’s mission om at tackle de største astronomisk udfordringer for vores tid.