Das Giant Magellan Telescope gab heute die erfolgreiche Installation eines seiner fertiggestellten Primärspiegel mit 8,4 Metern Durchmesser in einem Trägersystem-Prototyp im Richard F. Caris Mirror Lab der University of Arizona bekannt. Dieses hochentwickelte System – vergleichbar mit der Größe eines halben Basketballfeldes und dreimal so vielen Teilen wie ein typisches Auto – ist für die optische Leistung und Präzisionssteuerung des Teleskops von entscheidender Bedeutung.
Der Meilenstein markiert den Beginn einer sechsmonatigen optischen Testphase, um zu zeigen, dass das Trägersystem den Spiegel nach Bedarf steuern kann, und bestätigt damit die revolutionären Fähigkeiten der primären Lichtsammelfläche des Teleskops.
Die 368 Quadratmeter große Lichtsammelfläche des Giant Magellan besteht aus sieben der größten optischen Spiegel der Welt, die in einem einzigartigen Blumenmuster angeordnet sind. Zusammen werden sie die höchste Bildauflösung über das weiteste Sichtfeld liefern, das jemals für die Erforschung des Universums erreicht wurde – und damit die bis zu 200-fache Leistung der besten Teleskope von heute liefern.
Jeder Primärspiegel wiegt 17 Tonnen und wird von einem hochspezialisierten pneumatischen Stützsystem getragen, das in einer Stahlschweißkonstruktion oder „Zelle“ untergebracht ist.
Dieses System arbeitet mit Nanometergenauigkeit und ist darauf ausgelegt, die Position des Spiegels anzupassen, seine Temperatur zu stabilisieren, ihn vor seismischen Aktivitäten zu schützen und seine präzise Form beizubehalten, indem das Durchhängen des Spiegels aufgrund der Schwerkraft bei Bewegungen des Teleskops gemildert wird. Das System steuert die kombinierten sieben Primärspiegel so, dass sie als eine einzige Lichtsammelfläche fungieren und so optimale Bedingungen für höchste optische Leistung bei wissenschaftlichen Beobachtungen schaffen.
„Wir haben vor mehr als drei Jahren mit der Integration des aktiven Stützprototypsystems begonnen und zunächst einen Stahlspiegel-Massensimulator verwendet, um zu demonstrieren, dass unser Design in der Lage war, die fertigen Primärspiegelsegmente sicher zu stützen und zu steuern. Es ist mir eine Ehre, mit etwas Außergewöhnlichem zusammenzuarbeiten.“ Team, und es ist aufregend, endlich ein fertiges Spiegelsegment zu sehen, das in die Zelle integriert ist“, sagte Barbara Fischer, Managerin des Primärspiegel-Subsystems für das Riesen-Magellan-Teleskop.
Als wichtiger Teil des Integrationsprozesses arbeitete Giant Magellan eng mit der Texas A&M University zusammen, um die in der Zelle verwendeten Stützaktuatoren zu reinigen, zusammenzubauen und zu testen. Während der eigentliche Einbau des Spiegels in die Zelle nur einen Tag dauerte, begann der Prozess mit einer vierwöchigen Demontage, um die Zelle und das Trägersystem für den Transport vorzubereiten.
Anschließend wurde das System 20 Meilen vom Tech Park der University of Arizona zum Richard F. Caris Mirror Lab verlegt, wo es wieder zusammengebaut wurde. Dieser logistisch komplexe Vorgang fand wenige Stunden nach Mitternacht statt, um Verkehrsbehinderungen zu minimieren, da die Breitladezelle für den Transport zwei Fahrspuren benötigte.
„Das aktive Primärspiegel-Unterstützungssystem des Giant Magellan Telescope ist das erste seiner Art“, sagte Trupti Ranka, leitender Ingenieur für optomechanische Steuerungssysteme beim Giant Magellan Telescope.
„Das aktive Unterstützungssystem enthält eine Reihe von etwa 200 Aktuatoren und Sensoren, um die Position und Form des 17 Tonnen schweren und 8,4 Meter hohen Spiegels innerhalb eines Bruchteils eines Mikrometers zu steuern. Das Steuerungssystem ermöglicht einen harmonischen Betrieb zwischen den Sensordaten und.“ Aktuatoren, um diese Präzision zu erreichen.
Abgeschlossener Transport und Platzierung des Primärspiegels mit einem Durchmesser von 8,4 Metern über dem Prototyp eines Trägersystems im Richard F. Caris Mirror Lab der University of Arizona. Videonachweis: Damien Jemison, Giant Magellan Telescope – GMTO Corporation.
Nachdem nun einer der Primärspiegel erfolgreich in den Prototyp des Trägersystems integriert wurde, wird er unter einem Messturm im Spiegellabor von Richard F. Caris strengen Tests unterzogen, um zu bestätigen, dass der Spiegel seine Form und Leistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen beibehalten kann. Sobald die Tests abgeschlossen sind, wird das Design der aktiven Produktionsunterstützungssysteme einer abschließenden Designprüfung unterzogen und die Produktion wird im Jahr 2027 beginnen.
„Dieses komplizierte System erforderte jahrelange Planung, Konstruktion und Tests durch ein Team spezialisierter Ingenieure und Techniker“, sagte Tomas Krasuski, leitender Software- und Systemtestingenieur für das Giant Magellan Telescope.
„Jede einzelne Komponente wurde gründlich getestet, bevor sie in das System integriert wurde. Nachdem wir nun das Spiegelsegment installiert haben, freuen wir uns darauf, seine Leistung zu validieren. Es war ein herausfordernder, aber lohnender Prozess, bis wir hierher kamen.“
Der Meilenstein markiert die nächste Entwicklungsstufe für die sieben Hauptspiegelsegmente des Riesen-Magellan-Teleskops und ihre Trägersysteme. Drei der Hauptspiegelsegmente sind fertig, während sich die restlichen vier in verschiedenen Polierstadien befinden.
Der siebte und letzte Hauptspiegel wurde im Oktober 2023 gegossen und wird nun für die Politur vorbereitet. Dieser jüngste Meilenstein folgt auch auf den Beginn der Montage der 39 Meter hohen Teleskophalterungsstruktur des Giant Magellan im August 2024 bei Ingersoll Machine Tools in Rockford, Illinois, die die sieben Primärspiegel und ihre Zellen, adaptive Optik und wissenschaftliche Instrumente tragen wird.
„Zum ersten Mal wurde ein fertiges Primärspiegelsegment in sein Trägersystem integriert – das ist ein riesiger Schritt auf unserem Weg zum ersten Licht“, sagte William Burgett, Projektmanager für das Giant Magellan Telescope. „Sobald die Leistung bestätigt ist, werden wir mit der Herstellung aller sieben Spiegelzellen bei Ingersoll Machine Tools beginnen, was eine der aufregendsten Weiterentwicklungen bisher sein wird.“
Das Riesen-Magellan-Teleskop ist derzeit in 36 Bundesstaaten zu 40 % im Bau und soll Anfang der 2030er Jahre in Chile betriebsbereit sein.
Bereitgestellt von GMTO Corporation