Tungen lige i munden: Danske ingeniører renser spejlet på verdens største teleskop
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Tungen lige i munden: Danske ingeniører renser spejlet på verdens største teleskop

Illustration: ESO

For nylig fortalte vi på Ingeniøren, hvordan danske Force Technology sammen med Poul-Henning Kamp og Niels Hald Pedersen skal bygge en fuldskala-prototype til det kommende ELT-teleskop i Chile, der bliver verdens største teleskop.

Læs også: Danskere skal bygge regnekraften til verdens største teleskop

Men der er faktisk flere markante danske aftryk på udviklingen af det gigantiske teleskop, ELT-teleskopet (Extreme Large Telescope), som European Southern Observatory er i gang med at bygge.

Teleskoper skal blandt andet bruges til at give nye detaljer om eksempelvis planeter ved andre stjerner, supertunge sorte huller samt egenskaberne ved mørkt stof, der dominerer universet.

Det danske teknologiudviklingshus IPU har udviklet et konceptuelt design til en automatiseret kemisk proces, der fjerner overfladebelægningen på det primære spejl af ELT-teleskopet.

15 gange mere lys

Spejlet har en imponerende diameter på 39 meter, og når hovedspejlet M1 er installeret, vil det indfange 15 gange mere lys end det største eksisterende teleskop.

For at nå den højeste ydeevne skal hvert segment have fjernet overfladebelægningen med jævne mellemrum, hvorefter en ny belægning påføres. Det er lidt af en opgave at udtænke løsningen til.

»Hovedspejlet er ikke bare et stort sammenhængende spejl, men består af af 798 hexagonale segmenter, og for at gøre det mere besværligt, så er hexagonerne ikke ens i størrelse og geometri. Der er 133 forskellige spejlstørrelser, der hver kun har seks identiske geometriske udtryk, siger Daniel Minzari, senior specialist og projektleder på ELT-opgaven hos IPU.

Det er især de kemiske processer, der har skullet tøjles i ekstremt hårde miljøer på en bjergtop i den chilenske ørken.

»Spejlsegmenterne har en refleksiv coating bestående af sølv med et meget tyndt beskyttende lag, der giver en høj refleksion af lyset i et så bredt spektrum som muligt. Den beskyttede sølvcoating vil oxidere over tid, og derfor skal overfladebelægningen fjernes og erstattes med en ny med omkring halvandet års mellemrum. Spejlet er poleret op til +/- 2 nanometer, og opgaven er at fjerne overfladebelægningen uden der ændres på spejlet overhovedet i hele levetiden, i øvrigt i en ørken i knap tre kilometers højde uden Kommunekemi i nærheden,« siger Daniel Minzari.

Læs også: Nyt grej på teleskoper skal veje fjerne planeter

Undgå eksplosive processor

Samtidig er bagsiden af spejlene fyldt med elektronik, f.eks. sensorer og aktuatorer, og det betyder, at der også skal tages hensyn til rensningsprocessen for ikke at skade komponenterne.

»Vi skal fjerne overfladebelægningen med kemi, hvis damptryk er så lavt, at det ikke ødelægger de elektroniske komponenter, f.eks. sensorer, på bagsiden af spejlet. Det er lidt af et puslespil, for når du arbejder med sølv, er risikoen for, at der opstår eksplosive processer også til stede, og vi har skullet arbejde efter strenge europæiske miljøregler – ligesom vi har arbejdsmiljøhensyn til de operatører, der arbejder på teleskopet,« siger Daniel Minzari.

Spejlet ændrer sig ikke

Spejlet er fremstillet af det glaskeramiske materiale Zerodur, der netop er udviklet til astronomiske teleskoper sent i 1960'erne. Materialet har en ekstremt lav varmeudvidelseskoefficient, og det betyder, at selv under store temperaturudsving ændrer det sig ikke.

Spejlene er poleret med få nanometers præcision, og derfor skulle projektet validere, hvordan den kemiske proces, der fjerner spejllaget, påvirker de yderste atomlag af spejlets overflade.

Læs også: Bjergtop i Chile sprænges torsdag aften

Automatiseret proces, der beskytter mod jordskælv

En vigtig forudsætning har desuden været, at den kemiske proces skal kunne indpasses i et automatiseringskoncept, som tillader et større antal segmenter at blive behandlet.

»Vi er kommet frem til en kemisk proces, hvor vi kan genbruge de kemiske specier optimalt og derved opnå et lavt forbrug af kemi og spildevand. Samtidig har den anvendte kemi et meget lavt damptryk, hvilket både beskytter komponenterne på bagsiden og de operatører, som skal overvåge processen. Samtidig har vi designet et konceptuelt layout på en automatisk løsning, hvor vi anvender en forseglet krave og vender spejlsegmenterne på hovedet, sådan at vask og kemisk afrensning foregår nedefra og op, så vi udnytter tyngdekraften bedst muligt.«

Tre kilometers højde med jordskælv

Spejlbehandlingen skal udføres nær teleskopets placering på Cerro Armazones i den chilenske ørken, som er i knap tre kilometers højde. Her er ressourcerne knappe, jordskælv forekommer relativt hyppigt, og bortskaffelse af f.eks. spildevand med kemiaffald er kompliceret.

»Vi har designet processen således, at kraven flugter med det kar, spejlet lægges op i. Det beskytter spejlet mod jordskælv. Med knap 800 segmenter skal der formentlig renses omkring to segmenter om dagen, og derfor kan det ikke undgås, at processen bliver ramt af jordskælv,« siger Daniel Minzari.

I første omgang har IPU udviklet et konceptuelt design til håndtering af rensningen, og IPU satser på at følge projektet frem til realiseringen i Chile for ESO.

Læs også: Europa vil bygge verdens største teleskop i Chile

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Betyder det, at teleskopet mangler 2 spejle i det daglige/natlige arbejde, eller er teleskopet ikke i brug i dagslys?
Selve renseprocessens varighed er ikke angivet.
Det forudsætter vel også, at nedtagning og opsætning foregår under en kort off-time i det daglige.
Reservespejle kan ikke komme på tale, da der 133 forskellige geometrier.

  • 0
  • 0

Betyder det, at teleskopet mangler 2 spejle i det daglige/natlige arbejde, eller er teleskopet ikke i brug i dagslys?

Spejlene kommer i moduler der dele en fælles "support structure" (der vist nok lige kan klemmes ind i en transport-container uden spejlene).

Modulerne findes i et antal typer der passer til de forskellige radier i hovedspejlt og indenfor hver type er modulerne kompatible.

Planen er så at få produceret et antal ekstra moduler af hver type så man kan rotere modulerne igennem vedligehold løbende.

Om man udskifter et modul hver anden dag, eller 3 en gang om ugen er der sikkert ingen der ved endnu.

Teleskopet kan godt brugs selvom der mangler spejle eller moduler, bare man sørger for at der ikke kommer falsk lys bagfra.

  • 4
  • 0

Er der dug-problemer (selv om luften er meget tør) med spejlene? Og i givet fald, hvordan løses det?

Da jeg var i tilsvarende højde i Peru, kunne temperaturen variere fra +10 grC om dagen til ca. minus 15 grC om natten. Overgangene føltes meget bratte.

  • 0
  • 0

Er der dug-problemer (selv om luften er meget tør) med spejlene? Og i givet fald, hvordan løses det?

Desværre er der ingen på Ingeniøren, der har haft et bud på det. Jeg har derfor Googlet mig til følgende selv-svar fra en af E-ELTs uendeligt mange Internet sider:

The air-conditioning of the dome is necessary not only to thermally prepare the telescope for the forthcoming night but also in order to keep the telescope optics clean.

The airconditioning of the telescope during the day has been considered critical and the current specifications permit the dome to cool the telescope and dome internal volume by 10°C during 12 hours.

  • 0
  • 0