史上最大の六角形鏡の最後のセルが完成:ELT望遠鏡の39メートル鏡

最大の望遠鏡の鏡は、蜂の巣の六角形の細胞からインスピレーションを得て、多数の小さな六角形の鏡を組み立てて大きな…

史上最大の六角形鏡の最後のセルが完成:ELT望遠鏡の39メートル鏡
colmeia, abelha

ヨーロッパ南天天文台 ( ESO ) のELT (超大型望遠鏡)望遠鏡は、これまでに建設された中で最大のものになります。主鏡は直径 39 メートルで、直径 90 メートル、高さ 80 メートルの円形の台座を備えたドーム内に収められます。

史上最大の六角形鏡の最後のセルが完成:ELT望遠鏡の39メートル鏡

建設されている場所は、アタカマ砂漠)の標高3,600メートルのセロ・アルマゾネスです。

どうしたらあんなに大きな鏡が作れるのでしょうか?

望遠鏡の主な目的、目の瞳孔で捉えることができるよりもはるかに多くの光を天体から収集することです。集光器は、通常はガラス製のレンズまたは鏡です。

史上最大の六角形鏡の最後のセルが完成:ELT望遠鏡の39メートル鏡

レンズの場合、レンズに到達した天体からの光は、屈折現象により焦点面上の点まで伝わり、そこで物体の像が形成されます。鏡の場合、鏡に入射した光は反射現象によって焦点面に伝わります。

ELT domo

レンズやミラーのサイズが大きいほど、より多くの光を集めることができますより多くの光を捉えることには 2 つの利点があります。それにより、より暗い天体を観察できるようになります。また、露光時間を短縮することもできます (ミラー面積を 2 倍にすると、同じ天体の画像を半分の時間で取得できます)。それは天文学者にとって多くの利点をもたらします。

ますます遠くにある淡い物体を観察する必要性(だけでなく、願望でもある)は、なぜ私たちがますます大型のレンズや鏡を構築するのかを説明しています。

史上最大の六角形鏡の最後のセルが完成:ELT望遠鏡の39メートル鏡

大型望遠鏡の敵、熱慣性

ただし、大型レンズの製造には熱慣性という障害があります。昼と夜、特に夏と冬で平均気温が変化すると、レンズを構成するガラスモノブロックが膨張または収縮します。ガラスの質量が大きいほど、膨張プロセス (温度が上昇した場合) または収縮プロセス (温度が低下した場合) にかかる時間が長くなります。

LT M1 espelho

集束ガラスレンズの温度を継続的に変化させると、焦点距離も変化します。天体を撮影する機器が固定されており、その日に完璧にピントが合っている場合でも、時間の経過とともにレンズの温度が変化し、焦点距離が変化し、天体の像がぼやけてしまいます。

熱慣性と、このような大きなレンズの構築と操作の難しさにより、ミラーの開発技術が推進されました。

現在、大口径ミラーを作成する最も有利な技術は、大きな蜂の巣の細胞のように、通常は六角形形状をしたいくつかのセグメントのアセンブリとしてミラーを構築することです。小さいため、熱慣性が小さくなります。

各六角形ミラーは寸法も厚さも小さいため、熱慣性が低くなります。この六角形のセグメントをどんどん組み立てることで、どんどん大きな鏡を作ることができます。

史上最大の六角形鏡の最後のセルが完成:ELT望遠鏡の39メートル鏡

ELT望遠鏡の大きな「蜂の巣」ミラー

現在、セグメントの総数の記録は ELT 望遠鏡によって保持されており、その数は 798 個の六角形セグメントです。

合計 949 枚の六角形の鏡のうち、798 枚が望遠鏡の主鏡を構成し、133 枚は組み立て済みの鏡のメンテナンスとコーティングを容易にする役割を果たし、18 枚は予備のセグメントです。

各セグメント、つまり厚さ 5 cm の六角形ミラーは、949 セグメントの公式サプライヤーであるドイツの会社ショットによって製造された、熱膨張の低いガラスセラミックである ZERODUR と呼ばれる材料で作られています。

telescópio ELT

各セグメント (上の図に示すように) は、完成すると、 Safran Reosc社によってに輸送されます。これを六角形に切り出し、表面を10ナノメートルの精度で平滑化します。これは、残留表面凹凸が 1000 万分の 1 ミリメートルを超えないことを意味します。

準備が整うと、各六角形セグメントは船でチリに輸送され、最終的な場所に到着します。アルマゾネス山から数キロ離れた場所では、望遠鏡のドームが完成しており、各セグメントは銀の層で覆われており、反射して鏡になります。

798 枚の六角形の鏡が間もなく組み立てられ、直径 39 メートルの 1 枚の鏡が形成されます。この組み立て作業には、他の専門会社の能力が必要です。実際、ミラーは 2,500 個の機械式アクチュエーターに接続されます。その役割は、ミラーが 2,500 ナノメートル以内で互いに完全に位置合わせされて、1 つのセグメントと隣接するセグメントの間に不連続性のない単一の滑らかな表面を構成することです。

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