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Successo per il progetto degli attuatori e dei sensori dello specchio primario dell'ELT dell'ESO

24 Novembre 2020

M1, lo specchio primario dell'ELT (Extremely Large Telescope) dell'ESO, è in fase di completamento, dopo l'approvazione del progetto finale dei sensori di bordo, con gli attuatori di posizione anch'essi prossimi a questo traguardo importante. I sensori e gli attuatori sono fondamentali per la qualità ottica e il funzionamento del gigantesco specchio di 39 metri. L'ELT dovrebbe diventare operativo entro la fine di questo decennio nel deserto cileno di Atacama.

M1, lo specchio primario dell'ELT, è costituito da 798 segmenti esagonali, realizzati in un sottile materiale vetroceramico. Per garantire la qualità ottica dello specchio, tali segmenti devono operare congiuntamente al fine di preservarne la forma, nonostante eventuali cambiamenti di posizione del telescopio o variazioni nelle condizioni esterne, come temperatura, pressione e vento. I supporti mobili e i sensori dello specchio, ovvero gli attuatori di posizione e i sensori di bordo dell’M1, consentono a ciascun segmento dello specchio di muoversi in modo indipendente e con precisione nanometrica (1 milionesimo di millimetro) e sono fondamentali per garantire che il telescopio raggiunga appieno il suo potenziale.

Gli attuatori di posizione di M1

I supporti dei segmenti dell’M1, posizionati sotto ciascuno dei 798 segmenti dello specchio, collegano ogni specchio alla cella di supporto dello specchio primario. Il primo gruppo di supporti per i segmenti dell’M1, prodotti e testati secondo standard di alta precisione da VDL ETG Projects BV nei Paesi Bassi, è stato da poco consegnato alla Safran Reosc a Poitiers, in Francia, dove i segmenti dello specchio sono in fase di lucidatura e assemblaggio.

Una volta in Cile, ogni singolo segmento di specchio, largo circa 1,4 metri e del peso di circa 250 kg con la sua struttura di supporto, sarà installato su tre attuatori di posizione. Questi attuatori regolano costantemente la posizione dei segmenti dello specchio mediante movimenti minimi e precisi.

Gli attuatori di posizione sono costruiti dalla società tedesca Physik Instrumente (PI), specializzata in motorizzazione e posizionamento di precisione, la quale produrrà i 2394 attuatori di posizione necessari per regolare i segmenti dello specchio primario dell'ELT con la massima precisione. Il progetto finale di questi attuatori ad alta precisione è ora in fase di approvazione e la produzione in serie inizierà una volta completata la revisione finale del progetto.

I sensori di bordo dell'M1

Un altro componente importante del sistema dello specchio primario, i sensori di bordo, ha già superato la revisione finale del progetto. I sensori di bordo dell’M1, progettati e prodotti dal consorzio FAMES (che comprende Fogale Nanotech in Francia e Micro-Epsilon in Germania), sono i sensori di bordo più precisi mai progettati per un telescopio. Tali sensori, due su ciascun lato di ogni segmento, sono in grado di rilevare quando i segmenti si spostano dalla loro posizione, anche se solo di un milionesimo di millimetro. Un totale di 4608 sensori di bordo misurerà la posizione relativa di tutti i segmenti dell’M1, consentendo di correggere la forma complessiva dello specchio quando i segmenti si spostano.

Dato l'elevato numero di sensori di bordo e di attuatori di posizione dovuto alle dimensioni dell'ELT, la fase di progettazione finale ha imposto alle aziende la produzione di decine di unità per testare e convalidare attentamente non solo i prodotti stessi, ma anche il processo di fabbricazione e produzione. Con il completamento della revisione finale del progetto dei sensori di bordo, FAMES inizierà la produzione in serie di questi componenti cruciali del telescopio.

A metà del 2021 è prevista la consegna del primo lotto di sensori di bordo e attuatori di posizione all' ETF (la struttura tecnica dell’ELT) nel deserto cileno di Atacama per il futuro assemblaggio dei segmenti dell’M1.

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Immagini

Prototipo di un segmento di M1 con struttura di supporto
Prototipo di un segmento di M1 con struttura di supporto
Sensori di bordo per i segmenti dello specchio primario dell’ELT
Sensori di bordo per i segmenti dello specchio primario dell’ELT
Attuatori di posizione per i segmenti dello specchio primario dell’ELT
Attuatori di posizione per i segmenti dello specchio primario dell’ELT