عمال يكملون قالب مرآة بطول 8.4 متر لمرآة تلسكوب ماجلان العملاقة. حقوق الصورة: Lori Stiles / UA. اضغط للتكبير.
يقوم مختبر مرآة المرصد ستيوارد التابع لجامعة أريزونا بإطلاق فرن الغزل الضخم مسبقًا وفحص أطنان من الزجاج لصب أول مرآة بقطر 8.4 متر (27 قدمًا) لتلسكوب ماجلان العملاق (GMT). من المقرر أن يلقي يوم السبت 23 يوليو.
مع هذه الخطوة الهامة ، يصبح GMT أول تلسكوب أرضي كبير للغاية يبدأ البناء.
وستتكون المرآة الأساسية التلسكوبية GMT بالكامل من ست مرايا خارج المحور بطول 8.4 متر تحيط بمرآة مركزية سابعة على المحور. (تركز المرآة خارج المحور الضوء بزاوية بعيدة عن محوره ، على عكس المرآة المتناظرة التي تركز الضوء على طول محوره.) هذا الترتيب سيعطي GMT أربعة أضعاف ونصف مساحة تجميع أي تلسكوب بصري حالي وقوة حل تلسكوب بقطر 25.6 متر (84 قدم) ، أو 10 أضعاف دقة تلسكوب هابل الفضائي.
المرايا التلسكوبية أحادية القطعة العملاقة والصلبة والخفيفة الوزن هي عملية بارعة ورائعة تم تصميمها وتطويرها من قبل أستاذ علم الفلك في جامعة أريزونا ريجينتس ج. روجر بي أنجل. يتم إنتاج مرايا متجانسة عملاقة في مكان واحد فقط في العالم - مختبر مرآة المرصد ستيوارد.
قام فريق الصب ، برئاسة راندي لوتز ، بتركيب حوالي 50 نوى في اليوم بإجمالي 1،681 نواة خلال سبعة أسابيع في أبريل - مايو. قام الفريق بتثبيت كل قلب بزاوية محددة بدقة لبلاط الموقد والقلب المجاور في هذه العملية. قام الطاقم بتلوين جميع المنعطفات الملصقة بـ "سنفور" أزرق - وهو عبارة عن طبع بلون شخصيات الكرتون سنفور زرقاء - لمنع الزجاج من الالتصاق بالعفن.
عند هذه النقطة ، يحتوي القالب على 17000 رطل من بلاط الموقد ، و 16000 رطل في جدران الحوض الليفي ، و 15000 رطل من النوى والدبابيس. قام فريق الصب الآن بتنظيف القالب المكتمل وتفتيشه ، وخفض غطاء الفرن في مكانه ، وبدأ إطلاقه مسبقًا في 16 يونيو.
يعمل أعضاء الفريق بنشاط على "تجريب" الفرن عن طريق الكمبيوتر مع ارتفاع درجات الحرارة خلال الأيام الثمانية الأولى من عملية التسخين ، ثم إيقاف تشغيل الطاقة لإكمال عملية الإطلاق المسبق لمدة أسبوعين. تقوم مراكز ما قبل الاحتراق بفواصل الغراء الأساسية ، وتحرق أي شوائب وتؤكد على العفن. سيقوم فريق الصب بفحص القالب بحثًا عن أي إصلاحات مطلوبة بعد الإطلاق المسبق.
بعض من أكثر الخطوات المذهلة في الصب هي فحص الزجاج وتحميله. وقال ستيف ميللر ، مدير مختبر ميرور ، إن الفريق بدأ في فحص 90 صندوق شحن للزجاج في 24 يونيو. ومن المقرر تحميل الزجاج في الأسبوع الثاني من يوليو.
تأتي 40.000 رطل من زجاج البورسليكات التي ستجعل مرآة قطرها 27 قدمًا (8.4 متر) بتوقيت جرينتش من Ohara Glassworks في اليابان. صنع أوهارا الزجاج من الرمل الذي يأتي من ساحل خليج فلوريدا.
سيبدأ مختبر Mirror في تسخين الفرن في 18 يوليو. يستغرق الزجاج ستة أيام للوصول إلى ذروة درجة الحرارة عند 2150 درجة فهرنهايت (1178 درجة مئوية). عند درجة الحرارة هذه ، يبدأ الزجاج في التدفق مثل العسل في درجة حرارة الغرفة. يتدفق الزجاج السائل السميك بين النوى السداسية في القالب لإنشاء بنية "قرص العسل". سوف تزن الفراغ النهائية على شكل قرص العسل حوالي خمس نفس حجم مرآة الزجاج الصلب.
ستتحول المحامل الموجودة في الفرن الدوار إلى حمولة 100 طن أثناء عملية السكب. يمكن تزويد الفرن بما يصل إلى 1.1 ميجاوات من الكهرباء أثناء الصب - وهو ما يكفي لتشغيل ما بين 750 إلى 1100 أسرة من توسون ، اعتمادًا على الوقت من العام.
يحدد معدل دوران الفرن عمق الانحناء في شكل المرآة ، أو الطول البؤري للمرآة. ستدور مرآة GMT 5 مرات في الدقيقة ، وهي أبطأ من المرأتين اللتين يبلغ طولهما 8.4 أمتار التي صنعها المختبر لتلسكوب مجهر كبير (LBT) ، لأن مرآة GMT خارج المحور يجب أن تكون مرآة ضحلة أطول طولًا بؤريًا من الانتخابات التمهيدية LBT متناظرة.
قال ريتشارد ميسيرف ، رئيس معهد كارنيجي ، "هذه حقبة جديدة لعلم الفلك". "إن تصنيع المرآة خارج المحور هو حدث يكسر المسار وسيعزز الاكتشاف العلمي. الجميع في اتحاد GMT المكون من ثمانية أعضاء متحمسون لأننا في مرحلة الإنتاج ".
يضم اتحاد تلسكوب ماجلان العملاق حاليًا مراصد كارنيجي ، وجامعة هارفارد ، ومرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، وجامعة أريزونا ، وجامعة ميشيغان ، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وجامعة تكساس في أوستن ، وجامعة تكساس إيه آند إم.
قال مات جونز ، مساعد مدير مرصد كارنيجي و "حقيقة أننا بالفعل في الإنتاج مرتبط بشكل مباشر بالتكنولوجيا الناجحة التي تم تطويرها لتلسكوبات ماجلان المزدوجة بطول 6.5 متر (21 قدمًا) في مرصد كارنيجي لاس كامباناس في تشيلي". مدير مشروع GMT. "أثبتت مناظير ماجلان أنها أفضل مناظير التصوير الطبيعية على الأرض."
تبريد المرآة هو عملية يتم التحكم فيها بعناية وتستغرق من 11 إلى 12 أسبوعًا. بعد تبريد المرآة تمامًا ، سيغسل المختبر النوى الخزفية خارج خلايا قرص العسل الزجاجية في المرآة. ثم سيتم طحن المرآة وتلميعها بدقة زائد أو ناقص 15 إلى 20 نانومتر (النانومتر هو جزء من المليار من المتر). سيتم طلاء المرآة بطبقة من الألمنيوم العاكس بسمك 100 نانومتر فقط في موقع المرصد.
ومن المقرر الانتهاء من توقيت جرينتش في 2016 في موقع بشمال تشيلي. بفضل دقتها القوية ومنطقة التجميع الهائلة ، ستتمكن من استكشاف أهم الأسئلة في علم الفلك ، بما في ذلك ولادة النجوم والأنظمة الكوكبية في مجرتنا درب التبانة ، وأسرار الثقوب السوداء ، ونشأة المجرات.
تتوفر معلومات تفصيلية حول تصميم GMT والأهداف العلمية على الإنترنت على http://www.gmto.org/
المصدر الأصلي: UA News Release
