Gigantyczny Teleskop Magellana w budowie

[Paether]

http://www.gmto.org/wp-content/uploads/overview-how.png

Gigantyczny Teleskop Magellan (Giant Magellan Telescope – w skrócie GMT) stanie w chilijskich Andach na wysokości około 2.500 metrów nad poziomem morza. Główne lustro "Magellana" będzie miało aż 24,5 m średnicy i będzie składać się z siedmiu mniejszych elementów (każdy po 8,4 m). Każde lustro musi być wypolerowane co do jednej milionowej cala (25 nanometrów) czyli mniej więcej wielkości pojedynczej molekuły szkła. Lustra powstają w laboratorium Uniwersytetu w Arizonie.

 

W czasie zimowego spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego na początku stycznia, o postępach prac nad optyką teleskopu opowiedzieli dyrektor GMT - Pat McCarthy oraz Buell Jannuzi, szef katedry astronomii na Uniwersytecie w Arizonie i jednocześnie dyrektor Steward Observatory. Obaj stwierdzili, że inauguracja GMT możliwa jest w 2023 roku.

Lustra dwóch porównywalnych ogromnych teleskopów (TMT i E-ELT) zostaną zbudowane przy użyciu setek "niewielkich" elementów. W przeciwieństwie do nich GMT składać się będzie z siedmiu ogromnych luster (plus jedno zapasowe), aby utworzyć równowartość pojedynczego lustra o średnicy 80 stóp (niecałe 25 metrów). Cztery lustra zostały już odlane, ale tylko jedno z nich jest już ostatecznie wypolerowane z pożądaną precyzją

 

Jeszcze przed montażem wszystkich luster, GMT będzie największym teleskopem na świecie. Jak stwierdza McCarthy, według harmonogramu do 2023 roku będzie całkowicie gotowe 4 może 5 luster. Nawet z 4 lustrami będzie to największy teleskop na świecie przewyższając dwukrotnie drugi na liście. Nawet na tym wczesnym etapie, naukowcy będą w stanie korzystać z teleskopu, aby zajrzeć w głąb przeszłości wszechświata, badać atmosfery planet wokół innych gwiazd i poszukiwać oznak ciemnej materii w innych galaktykach.

 

http://www.space.com/images/i/000/061/698/original/s3_fine_grinding.JPG.jpeg?1484341734?interpolation=lanczos-none&downsize=*:1400

 

 

Lustra produkowane są w laboratorium Steward Observatory w procesie "wirowania", w którym stosuje się odpowiednią formę (polecam filmik poniżej). Stopione szkło (ponad 17 ton) jest obracane, tworząc zakrzywioną powierzchnię, a następnie chłodzone, po czym elementy formy są usuwane ze środka. Proces ten tworzy lekkie, ale wytrzymałe lustra, po których można nawet skakać ("Jednak nie zaleca się upuszczania młotka na powierzchnię" - ostrzega McCarthy).

 

 

Proces wirowego odlewania trwa od 12 do 14 miesięcy dla jednego lustra. Efektem takiego procesu jest symetryczna krzywizna, która jest wymagana tylko dla jednego z luster, które będzie zamontowane na środku). Każde pozostałe musi przejść skomplikowany proces polerowania powierzchni inaczej - tak, aby po instalacji były symetryczne wokół środka kompletnego lustra teleskopu. Pierwsze lustro zostało odlane już w 2005 roku, ale światowy kryzys gospodarczy opóźnił prace o kilka lat.

 

 

 

W dniu 11 listopada 2015 roku wmurowano kamień węgielny pod budowę "domu" dla ogromnych luster GMT.

 

Projekt Gigantycznego Teleskopu Magellana to wspólne przedsięwzięcie amerykańskich instytutów i uczelni (w tym Obserwatoria Carnegie, Uniwersytet Harvarda, Instytut Smithsona, Uniwersytet TAMU z Texasu), a także organizacji z Brazylii, Korei i Australii.

 

 

http://www.space.com/35329-making-giant-magellan-telescope-massive-mirrors.html

[ZbyT]

 

Każde lustro musi być wypolerowane co do jednej milionowej cala (25 nanometrów) czyli mniej więcej wielkości pojedynczej molekuły szkła

 

molekuły szkła mają rozmiary zdecydowanie mniejsze od 1 nm więc nie chodzi o pojedyncze molekuły ale kilkadziesiąt

swoją drogą ciekawe dlaczego potrzebna jest taka dokładność? Czyżby teleskop miał obserwować w ultrafiolecie?

 

pozdrawiam

[Paether]

Wierzę na słowo. W oryginale brzmi to tak:

 

20 nanometers — the width of a single glass molecule.

 

Po czym sprawdziłem info o dokładności tutaj:

 

 

The mirrors are made of low expansion glass molded into a light-weight honeycomb structure. The mirror segments are ground and polished to a precise optical prescription. The final polished surface departs from the desired shape by no more than 1/20 of a wavelength of green light, or approximately 25 nanometers. After polishing, the surface is coated with a thin layer of aluminum to achieve maximum reflectivity.

 

Stwierdziłem, że info z oficjalnej strony teleskopu jest lepsze (stąd 25nm) ale porównanie do molekuły szkła zostawiłem jako ciekawostkę.

[Ura]

świetne wideo O_O!

kamery do podglądu w piecu bardzo fajny pomysł, kto widział jak się świeci piec rozgrzany do 1240 stopni Celsjusza ten wie co to za żar oczy bolą nie da się w to zaglądać - mam taki mały piecyk i jest otworek malutki wentylacyjny świeci pięknie jak się nagrzeje. ale nic nie widać, za jasno, oczu szkoda. Zawsze mnie ciekawiło jak to tam wygląda to topienie się szkła z topnikiem.

 

Jak układali ta ceramikę to sobie pomyślałem o makabra ile wybierania, kto to będzie wybierał no i wybierają na końcu filmu.

 

awaria zasilania przy takim piecu to dramat to się musi kręcić i kręcić miesiącami, bo szkło do takich zastosowań studzi się bardzo wolno, a to się kręci i kręci i jednocześnie grzeje, fajny patent zupełnie inny niż w dawnych radzieckich obecnie rosyjskich i ukraińskich hutach szkła optycznego tam w Lomo mają taką mega wielką nadciśnieniową wierzę i gną to nadciśnieniem ale nie mają chyba blanków ażurowych tylko zwykłe tafle grube.

[matpio7]

Czy mi się wydaje, czy po wyjęciu z pieca obrotowego miało bardzo pofalowaną powierzchnię, na kształt tych płytek ceramicznych (widać od 3:45)?

[_Spirit_]

Mieć takie jedno lustro na własność. Hmmm

[Ura]

10 pkt. dla Matpio7 rzeczywiście w bliku światła widać że powierzchnia jest jak gęsia skórka pełno małych górek, no ale krzywiznę wstępną mają i zawsze to mniej szlifowania, resztą pewnie zajmie się szlifierka i polerka.

[Paether]

resztą pewnie zajmie się szlifierka i polerka.

 

To też można pooglądać:

 

 

 

[matpio7]

10 pkt. dla Matpio7 rzeczywiście w bliku światła widać że powierzchnia jest jak gęsia skórka pełno małych górek, no ale krzywiznę wstępną mają i zawsze to mniej szlifowania, resztą pewnie zajmie się szlifierka i polerka.

 

Wydawało mi się, że sens tego obrotowego pieca jest taki, jak teleskopów z płynnym zwierciadłem - powierzchnia cieczy (szkła) tworzy idealną parabolę, gdy naczyniem się obraca. A tak sprawia to wrażenie, jakby za krótko kręcili i płynne szkło nie zdążyło się "rozlać"

 

Ale może naukowcy pracujący przy tym projekcie znają się lepiej i polerka "górek" wychodzi taniej/szybciej/lepiej.

[Ura]

 

Wydawało mi się, że sens tego obrotowego pieca jest taki, jak teleskopów z płynnym zwierciadłem - powierzchnia cieczy (szkła) tworzy idealną parabolę, gdy naczyniem się obraca. A tak sprawia to wrażenie, jakby za krótko kręcili i płynne szkło nie zdążyło się "rozlać"

 

Ale może naukowcy pracujący przy tym projekcie znają się lepiej i polerka "górek" wychodzi taniej/szybciej/lepiej.

 

 

Nie leją tam płynnego szkła, tylko roztapiają szklane grudy metodą "glass fusing" - niższa temperatura wymagana, ale dzięki temu obracaniu formy nie spływa im wszystko do środka, tam te słupki ceramiczne mają różna długość - dłuższe na krawędzi, bez obraniania te dłuższe by wystawały ponad taflę a w środku zrobiło by się bajorko.

 

ładniej by się masa ułożyła jak by nie było pod spodem tych słupków z ceramiki, przez nie takie wychodzą górki i doliny, bo one zmieniają napięcie powierzchniowe tego żelu szklanego

[matpio7]

 

 

Nie leją tam płynnego szkła, tylko roztapiają szklane grudy metodą "glass fusing" - niższa temperatura wymagana, ale dzięki temu obracaniu formy nie spływa im wszystko do środka, tam te słupki ceramiczne mają różna długość - dłuższe na krawędzi, bez obraniania te dłuższe by wystawały ponad taflę a w środku zrobiło by się bajorko.

 

ładniej by się masa ułożyła jak by nie było pod spodem tych słupków z ceramiki, przez nie takie wychodzą górki i doliny, bo one zmieniają napięcie powierzchniowe tego żelu szklanego

 

Rozumiem, że nie leją tam płynnego szkła, ale podgrzewają tłuczkę do temperatury upłynnienia (widać bąbelki powietrza płynące w górę), więc chyba w tym momencie szkło jest płynne. I wydaje mi się, że gdyby dłużej kręcili, to i tak byłoby równo pomimo kształtek ceramicznych. Albo gdyby zastosowano wyższą temperaturę. Choć z drugiej strony wyższa temperatura wymagałaby dłuższego procesu studzenia, by uniknąć naprężeń... Dlatego pewnie bardziej opłacalna jest dalsza obróbka (jak wynika z artykułu, zwierciadła poza centrum i tak jej wymagają, by krzywizny były dopasowane).

 

A teraz pytanie do ekspertów: po co tak ogromny teleskop, skoro nadal obserwacje ogranicza seeing? Nie lepiej byłoby pieniądze z tego projektu dołożyć do teleskopu Webba? Albo wybudować kolejny, ogromny teleskop kosmiczny (w świetle widzialnym)?

[Paether]

jak wynika z artykułu, zwierciadła poza centrum i tak jej wymagają, by krzywizny były dopasowane).

 

I to jest chyba sedno sprawy - lustra i tak trzeba refiguryzować.

 

 

A teraz pytanie do ekspertów: po co tak ogromny teleskop, skoro nadal obserwacje ogranicza seeing? Nie lepiej byłoby pieniądze z tego projektu dołożyć do teleskopu Webba? Albo wybudować kolejny, ogromny teleskop kosmiczny (w świetle widzialnym)?

 

Ekspertem nie jestem ale wydaje się logiczne, że ogromne lustro + wysokiej jakości optyka adaptatywna postawione w dobrym miejscu na Ziemi będzą tańsze i bardziej efektywne niż nieco lepszy niż zakładany sprzęt na orbicie Bo ogromny teleskop kosmiczny to już nie ogromne ale "galaktyczne" koszty.

[WielkiAtraktor]

A teraz pytanie do ekspertów: po co tak ogromny teleskop, skoro nadal obserwacje ogranicza seeing? Nie lepiej byłoby pieniądze z tego projektu dołożyć do teleskopu Webba? Albo wybudować kolejny, ogromny teleskop kosmiczny (w świetle widzialnym)?

Eksperci z GMT już to opisali (dokument z oficjalnej strony, np. sekcja 1.4 Discovery Space Opened by the GMT).

 

W skrócie: seeing zbytnio nie ogranicza (ale ciągle trochę tak), bo mają optykę adaptatywną. Oprócz tego, większe lustro świetnie podbija stosunek sygnału do szumu (ważne np. przy spektrometrii odległych galaktyk, a i pojedynczych gwiazd w gęstych polach). Do tego dostaniemy jeszcze lepsze bezpośrednie obrazowanie egzoplanet dzięki większej rozdzielczości.

[Ura]

 

Rozumiem, że nie leją tam płynnego szkła, ale podgrzewają tłuczkę do temperatury upłynnienia (widać bąbelki powietrza płynące w górę), więc chyba w tym momencie szkło jest płynne. I wydaje mi się, że gdyby dłużej kręcili, to i tak byłoby równo pomimo kształtek ceramicznych. Albo gdyby zastosowano wyższą temperaturę. Choć z drugiej strony wyższa temperatura wymagałaby dłuższego procesu studzenia, by uniknąć naprężeń... Dlatego pewnie bardziej opłacalna jest dalsza obróbka (jak wynika z artykułu, zwierciadła poza centrum i tak jej wymagają, by krzywizny były dopasowane).

 

A teraz pytanie do ekspertów: po co tak ogromny teleskop, skoro nadal obserwacje ogranicza seeing? Nie lepiej byłoby pieniądze z tego projektu dołożyć do teleskopu Webba? Albo wybudować kolejny, ogromny teleskop kosmiczny (w świetle widzialnym)?

 

 

W sumie racja możliwe że jest to wyższa temperatura niż sądziłem, dodatkowo to pewnie szkło borokrzemowe albo inne wynalazki typu SiTAl które do samego topnienia wymagają 1600 st C. ogromna ilość energii jest zużyta przez taki piec. Dodatkowo przy szkłach jak się przekroczy pewną temperaturę to zaczyna mocno pienić ale pewnie robili masę próbek w małych piecykach.

 

co do projektu to jestem mocno zaciekawiony jak im to wyjdzie

[szuu]

 

Wydawało mi się, że sens tego obrotowego pieca jest taki, jak teleskopów z płynnym zwierciadłem - powierzchnia cieczy (szkła) tworzy idealną parabolę, gdy naczyniem się obraca. A tak sprawia to wrażenie, jakby za krótko kręcili i płynne szkło nie zdążyło się "rozlać"

 

nawet gdyby chcieli to wykorzystać dla uzyskania od razu idealnego kształtu i pominięcia niektórych etapów dalszej obróbki, to i tak działa tylko dla środkowego lustra.

pozostałe 6 luster ma przecież inny kształt, który nawet nie jest osiowo symetryczny, czyli początkowe wgłębienie jest tylko bardzo zgrubnym przybliżeniem.

[bartolini]

Tutaj po angielsku, dosyć szczegółowo opisany proces odlewania takiego lustra i budowa samego pieca (duży teleskop lornetkowy):

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.40.292&rep=rep1&type=pdf

 

Maksymalna temperatura procesu to 1180*C

Co ciekawe za pierwszym razem 2 tony szkła wylały się z formy i po wstępnej inspekcji musiano dodać ten materiał i podgrzać piec jeszcze raz.

 

[Ura]

Cała masa przydatnych informacji jak by ktoś chciał bawić się w wypiekanie własnego blanka - może być płaski i bez ażurów

fajnie że taka niska temperatura bo piece elektryczne 230V mają maks 1200 C - mój tak ma, chociaż osiąga tą temp. bardzo długo około 24 godzin.

 

Jak Vipera Glass - amatorska polska huta szkła na blanki wytapiała to była znacznie wyższa temperatura, ale oni topili w zbiorniku szkło i zlewali je do form w wersji bardzo lejnej. Największym problemem są te wycieki kamerki nie ma, zobaczyć co się dzieje w piecu też się nie da bo nie można otwierać, i można sobie uszkodzić dość drogi sprzęt przez taki wyciek, kiedyś chciałem odlać sobie blank na teleskop ale dałem spokój bo bałem się wycieków (zwykłe szkło)

 

ale nie robię offtopa bo to nie o wypiekaniu blanków temat.

 

sprzęt jak powstanie będzie imponujący, szkoda że nie postawią go na Teide - zawsze było by bliżej do zwiedzania.

[Paether]

sprzęt jak powstanie będzie imponujący, szkoda że nie postawią go na Teide - zawsze było by bliżej do zwiedzania.

 

Trzeba liczyć na to, że hawajskie bóstwa i ich wyznawcy będą skuteczni z innym gigantem

[Paether]

Coś tam ruszyło...

Postępy na placu budowy można śledzić na webcamie - http://www.gmto.org/gmt-site-webcam/

 

[szuu]

34 minuty temu, Paether napisał:

Postępy na placu budowy można śledzić na webcamie - http://www.gmto.org/gmt-site-webcam/

ciekawe kiedy się kapną że ktoś im podmienił plan budowy i w rzeczywistości stawiają stonehenge

[ZbyT]

pewnie odpowiednia osoba wbiła pierwszą łopatę

 

pozdrawiam

[antwito]

Godzinę temu, szuu napisał:

ciekawe kiedy się kapną że ktoś im podmienił plan budowy i w rzeczywistości stawiają stonehenge

jak przywiozą lustra i nie będą wiedzieli gdzie je dać  

[MateuszW]

Ktoś umie wytłumaczyć, jakie są wady i zalety kilku większych luster kontra kilkaset małych, zakładając podobną średnicę całkowitą (czyli Magellan kontra EELT) ?

[Behlur_Olderys]

11 godzin temu, MateuszW napisał:

Ktoś umie wytłumaczyć, jakie są wady i zalety kilku większych luster kontra kilkaset małych, zakładając podobną średnicę całkowitą (czyli Magellan kontra EELT) ?

Całkowita powierzchnia luster przełoży się na realną zdolność zbiorczą teleskopu. Dużo małych luster to większa redundancja, odporność na awarie i lepsza ekonomia utrzymania. Im większe lustro tym większe problemy i mniejsza tolerancja na błędy. Z drugiej strony duże lustro jest wartościowe samo w sobie, a małe lustra tylko w kupie. Jeśli średnica jest taka sama, to żeby instrumenty były porównywalnej rozdzielczości musisz dodać "ręcznie" interferencję lub inny sposób na syntezę apertury dla każdej pary małych luster. To może być technicznie bardzo kłopotliwe dla n > 2 a tak naprawdę to jest kłopotliwe (w paśmie około optycznym) dla n >1

[MateuszW]

2 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

syntezę apertury dla każdej pary małych luster. 

Czyli że te wszystkie wielkie teleskopy mają zdolność rozdzielcza taka, jak ich pojedynczy segment lustra, a zysk jest tylko w ilości światla? Absurd...