巨大マゼラン望遠鏡用に完成した6番目のユニークな鏡の鋳造

6 番目の 8.4 メートルの鏡は約 2 階建ての高さで、リチャード F. の鏡研究所で作られました。

アリゾナ大学のカリス氏制作にはほぼ4年かかりました。鏡の鋳造は現代工学の奇跡と考えられています。コロナウイルスのパンデミックのため、6 番目のミラーの作業は 10 人のチームの健康を守るため、研究室のドアの内側で密室で行われました。

「望遠鏡の最も重要な部分は、集光ミラー。鏡が大きければ大きいほど、宇宙をより深く見ることができ、より詳細に観察できるようになります。主鏡は世界最大級の鏡を7枚組み合わせたユニークなデザイン。 6 番目の鏡の鋳造は、望遠鏡の完成に向けた重要なステップです。巨大マゼラン望遠鏡が打ち上げられると、ハッブル宇宙望遠鏡よりも 10 倍鮮明な画像が生成されます。これらの鏡がもたらす発見は、宇宙に対する私たちの理解を変えるでしょう。」

ジェームス・ファンソン氏、巨大マゼラン望遠鏡プロジェクトマネージャー

実験室で巨大な鏡を鋳造するプロセスアリゾナ州のリチャード F. カリス氏は、巨大な望遠鏡の鏡を鋳造するために設計された世界で唯一の回転炉で、約 20 トンの高純度、低膨張のホウケイ酸ガラス (E6 ガラスと呼ばれる) を溶解しました。溶解プロセスのピークでは、炉が毎分 5 回転で回転し、液体が望ましい形状になるまでガラスを 1165°C まで約 5 時間加熱します。

ピーク温度イベントは「強い」と呼ばれます火災」と2021年3月6日に発生しました。その後、ミラーは1か月間焼成プロセスに入ります。その間、ガラスは冷却され、窯は低速で回転して内部応力を緩和し、ガラスを硬化させます。ミラーはさらに1.5か月間室温まで冷えます。この「遠心鋳造」プロセスは、冷却後にミラー表面に特別な放物線形状を与えます。

最初の2つの巨大な鏡が完成し、アリゾナ州ツーソンに保管されている6番目のミラーは、ミラーラボでの製造のさまざまな段階で他の3つのミラーと間もなく結合されます。 3番目のミラーの前面の研磨は70ナノメートルの精度に達し、作業が完了してから1年も経っていません。 4番目のミラーでは、操作中にミラーを操作できるように、背面が研磨され、負荷分散器が取り付けられています。 5番目のミラーは2017年11月にキャストされ、7番目のミラーは2023年にキャストされる予定です。さらに、別の壊れたミラーまたは修理可能なミラーの交換に使用できる8番目のスペアミラーを作成する予定です。

2020 年代後半には、巨大な鏡が登場します。それらは8,100キロメートル以上の距離を超え、チリのアタカマ砂漠にある海抜2,500メートル以上の標高にあるラス・カンパナス天文台にある巨大なマゼラン望遠鏡の将来の拠点となるまで輸送されました。この場所は地球上で最高の天文スポットの 1 つとして知られており、澄んだ空、光害の少なさ、安定した気流により非常に鮮明な画像が得られます。

巨大マゼラン望遠鏡はいつ利用可能になりますか?完全に動作すると、その 7 枚のミラーのアレイの合計開口率は 368 平方メートルになります。これは、ほぼ 160 キロメートルの距離からコインに刻まれたトーチを確認できるのに十分です。この観測能力は、有名なハッブル宇宙望遠鏡の 10 倍であり、2021 年後半に打ち上げられる予定の待望のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の 4 倍です。

「この前例のない開口率の組み合わせは、画像の効率と解像度により、天文学のあらゆる分野、特に他の系外惑星の探索など、最高の空間解像度とスペクトル解像度が必要な分野で新しい発見ができるようになります。私たちは、惑星を高解像度で研究する独自の能力を備えることになります。これは、惑星が地球と同様に岩石の組成を持っているかどうか、液体の水が含まれているかどうか、そしてその大気中に生命の存在を示す分子の適切な組み合わせが含まれているかどうかを理解するための鍵となります。 。」

レベッカ・バーンスタイン、巨大マゼラン望遠鏡の主任研究員

ミラーも光学の重要な部分です巨大マゼラン望遠鏡の使用を可能にする設計であり、30メートルクラスの超大型望遠鏡(ELT)の中で最も広い視野を持っています。独自の光学設計により、マゼラン望遠鏡は最も光学的に効率的なELTになります。ミラーによって収集された光の各光子は、光を広角器具に向けるために2回の反射のみを必要とし、小さな視野と可能な限り最高の空間分解能を使用する機器に光を提供するために3回の反射のみを必要とします。

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