Gmt телескоп: Гигантский Магелланов телескоп превзойдет James Webb

Для телескопа GMT отлита шестая зеркальная заготовка

 Гигантский телескоп имени Магеллана станет самым мощным телескопом в мире, когда инженеры завершат его строительство к концу текущего десятилетия. Он будет в 10 раз мощнее, чем космический телескоп Хаббла, и в четыре раза мощнее, чем космический телескоп Джеймса Уэбба, который только готовится к своему запуску.

 Несмотря на то, что отливка шестого массивного зеркала для гигантского Магелланова телескопа (GMT) началась около недели назад, пройдет еще два месяца, прежде чем оно остынет до окружающей температуры. После этого потребуется два года на полировку и еще два года на нанесение последних штрихов, включая отражающий алюминиевый слой толщиной всего 1000 атомов, покрывающий лицевую поверхность.

 Это мучительно долгий процесс, выполняемый Лабораторией зеркал Ричарда Ф. Кариса из Университета Аризоны. Несмотря на то, что проект стартовал в 2005 году, изготовлены только два зеркала и лежат на складе. Шестое зеркало и еще три других находятся на разных стадиях производственного процесса. Хотя для постройки GMT требуется только семь зеркал, лаборатория построит восьмое в качестве запасного, которое станет заменой всякий раз, когда одно из других будет находиться на техническом обслуживании.

 Производственный процесс такой долгий потому, что это самые большие зеркала из когда-либо созданных. Каждое из них имеет диаметр более 27 футов и толщину более двух футов. Несмотря на свой большой размер, зеркала имеют сотовую структуру, что делает их полыми на 80 процентов и намного легче, чем сплошные зеркала. Тем не менее, для каждого монолитного диска требуется 20 тонн боросиликатного стекла высокой степени чистоты с низким коэффициентом расширения (так называемого стекла E6). Соты также обеспечивают жесткость, которая необходима зеркалам, чтобы противостоять изгибу при движении телескопа и противостоять воздействию силы тяжести.

 Еще одним фактором, увеличивающим время изготовления, является требуемая полировка. И передняя, и задняя часть зеркала нуждаются в полировке, и отражающая сторона должна быть выполнена идеально.

 «После охлаждения зеркало будет полироваться в течение двух лет, прежде чем будет достигнута точность оптической поверхности менее одной тысячной ширины человеческого волоса или в пять раз меньше, чем у одиночной частицы коронавируса», — говорится в пресс-релизе GMTO Corporation. .

 Несмотря на то, что два года кажутся долгим сроком, чтобы отполировать зеркало, потребовалось бы еще больше времени, если бы инженерам пришлось отшлифовать кривизну на плоской поверхности. Чтобы сократить годы строительства, лаборатория Ричарда Ф. Кариса построила единственную в мире специальную печь. Стекло нагревается до 11650 C, в то время как форма вращается со скоростью пять оборотов в минуту. Центробежная сила толкает стекло к краям формы и создает грубую параболическую кривизну.

 В дополнение к гигантскому телескопу обсерватория будет иметь общежития и вся необходимая инфраструктура, чтобы ученые могли без проблем находиться у телескопа долгое время. Однако астрономы также будут иметь удаленный доступ к новому инструменту. Весь проект должен быть завершен примерно к 2030 году.

рекомендации

Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.

Гигантский Магелланов телескоп

Гигантский Магелланов телескоп (GMT) станет крупнейшим в мире телескопом, когда его строительство будет завершено в 2025 году. Вместо одного большого зеркала GMT будет иметь семь отдельных зеркал, работающих вместе. Это означает, что его площадь сбора данных будет больше, чем фактическая поверхность зеркал. Он будет состоять из семи зеркальных частей диаметром 8,4 м (27,6 футов). Его разрешающая способность будет равна разрешающей способности зеркала диаметром 24,5 м (80,4 фута). Его собирающая площадь будет такой же, как у зеркала диаметром 21,4 м (70,2 фута). Телескоп будет обладать более чем в четыре раза большей способностью собирать свет, чем существующие телескопы. Он будет создавать изображения в десять раз более четкие, чем космический телескоп Хаббл. Его стоимость составит 700 миллионов долларов.

Обсерватория Лас-Кампанас, место расположения Гигантского Магелланова телескопа

Планируемый сайт

Местом расположения телескопа является обсерватория Лас-Кампанас, где также находятся Магеллановы телескопы, примерно в 115 км (71 миля) к северо-востоку от Ла-Серены, Чили. В этом районе большую часть года стоит ясная погода. Ночное небо в большинстве окрестностей пустыни Атакама свободно от атмосферного загрязнения. Поскольку поблизости мало городов, это, вероятно, одно из мест, наименее подверженных световому загрязнению. Все это делает этот район одним из лучших мест на Земле для длительных астрономических наблюдений.

Детали конструкции

Уникальность телескопа заключается в том, что в нем будут использоваться семь зеркальных секций, каждая диаметром 8,4 м (27,6 футов). Затем эти сегменты будут расположены таким образом, чтобы образовать единую оптическую поверхность. Это сложно, поскольку поверхность внешних шести зеркальных сегментов не является радиально симметричной (то есть, они смещены от оси). Это требует небольшого изменения в способе обычной полировки зеркал. Все семь зеркал будут расположены так, чтобы отражающая поверхность каждого из них находилась на общей оси. Одно зеркало будет находиться в центре, а остальные шесть расположены симметрично вокруг центра. Фокальная плоскость будет находиться на одной оси со всей сборкой. Планируется изготовить семь одинаковых внеосевых зеркал. Запасное зеркало было изготовлено для замены зеркала, когда ему потребуется повторное покрытие — процесс, занимающий 1-2 недели (на сегмент) и требующийся каждые 1-2 года.

Обсерватория Стюарда при Университете Аризоны изготавливает зеркала в лаборатории под футбольным стадионом университета. Для изготовления зеркала используется вращающаяся печь. Отливка первого зеркала была завершена 3 ноября 2005 года. Но трудоемкая формовка и полировка будут завершены осенью 2011 года.

В телескопе будет использоваться адаптивная оптика.

Организации-члены

Ниже приводится список группы, которая занимается разработкой телескопа.

  • Обсерватории Вашингтонского института Карнеги (OCIW)
  • Чикагский университет
  • Гарвардский университет
  • Смитсоновская астрофизическая обсерватория
  • Техасский университет A&M
  • Университет Аризоны
  • Техасский университет в Остине
  • Австралийский национальный университет
  • Astronomy Australia Limited
  • Корейский институт астрономии и космических наук

Джордж П. Митчелл, основатель Mitchell Energy & Development Corp., и Фонд Синтии и Джорджа Митчелл выделяют 25 миллионов долларов на оплату телескопа.

Похожие страницы

  • Пустыня Атакама

Автор

Alegsaonline.com — Гигантский Магелланов телескоп — Leandro Alegsa — 05/04/2022 — url: https://ru.alegsaonline.com/art/38709

Библиографические ссылки

— www. newscientist.com — «Giant telescope in race to become world’s largest»- www.gmto.org — «Giant Magellan Telescope Partner Institutions»- www.physorg.com — «Giant Magellan telescope site selected»- www.gmto.org — «George Mitchell Commits $25 Million to Giant Magellan Telescope»- media.www.thebatt.com — «Eye on the sky»- www.gmto.org — «Telescope Structure»- www.gmto.org — GMT Conceptual Design Report— www.gmto.org — «Overview»- www.gmto.org — «Giant Magellan Telescope Partner Institutions»

Карнеги привлекает 205 миллионов долларов инвестиций партнеров-основателей для ускорения завершения строительства Гигантского Магелланова Телескопа

Вашингтон, округ Колумбия — Усилия под руководством Карнеги привлекли 205 миллионов долларов для завершения строительства Гигантского Магелланова Телескопа следующего поколения, который в настоящее время строится в наша обсерватория Лас Кампанас в Чили. Когда GMT будет завершен, он сделает возможным прорыв в астрономии — от раскрытия фундаментальной физики, лежащей в основе космоса, до расширения наших возможностей по поиску жизни в отдаленных мирах.

В ноябре прошлого года Национальные академии наук, инженерии и медицины оценили GMT как главный стратегический приоритет, рекомендовав вливание федеральной поддержки для завершения его строительства и начала новой эры в астрономии. Одобрение было частью обзора академиями программы Чрезвычайно большого телескопа США и других связанных с космосом инициатив, запланированных на следующее десятилетие.

В знак признания этой важной оценки Карнеги призвал других партнеров по проекту подтвердить свою поддержку вторым вливанием институционального финансирования. Проект ожидает сообщения о том, выполнит ли федеральное правительство рекомендацию Академии о том, что завершение чрезвычайно большого телескопа «абсолютно необходимо, если Соединенные Штаты хотят сохранить позицию лидера в наземной астрономии».

«Шесть единомышленников-основателей Giant Magellan Telescope работали вместе, чтобы помочь сократить финансовый разрыв между ресурсами, которые мы привлекли для создания телескопа, и тем, что требуется для его завершения», — сказал президент Карнеги Эрик Айзекс, который также является председателем представителей учредителей GMT. «Эта инвестиция приблизит телескоп к нашим первым наблюдениям, которые предоставят миру трансформационное понимание нашей Вселенной от образования самых ранних галактик до вопроса о жизни на других планетах. Карнеги гордится тем, что инициировал эти усилия по финансированию и тесно сотрудничал с нашими коллегами».

К Карнеги присоединились Университет Аризоны, Чикагский университет, Техасский университет в Остине, Гарвардский университет и Исследовательский фонд Сан-Паулу, которые являются партнерами-основателями инициативы по созданию самого мощного телескопа из когда-либо созданных. После завершения GMT позволит астрономам видеть дальше и с большей детализацией, чем когда-либо прежде, благодаря самым большим в мире зеркалам.

«Огромный энтузиазм публики по поводу космического телескопа имени Джеймса Уэбба демонстрирует, что существует жажда знаний о нашей Вселенной и нашем месте в ней — знания, которые GMT ​​может очень существенно добавить», — сказал заместитель директора по науке Карнеги и директор обсерваторий. Джон Мулчей. «Возможности GMT дополнят JWST и значительно улучшат существующие наземные телескопы, что позволит нам охарактеризовать свойства древних звезд и галактик, которые в настоящее время раскрывает JWST, и обнаружить биосигнатуры в атмосферах экзопланет, которые могут «глаза» Уэбба». я вижу».

GMT будет иметь в десять раз большую площадь сбора света и в четыре раза большее пространственное разрешение, чем JWST, и будет в 200 раз мощнее, чем любые существующие наземные телескопы. Оснащенный специальными приборами и камерами, он также даст астрофизикам инструменты для разгадки тайн темной материи, темной энергии, черных дыр и происхождения нашей Вселенной.

«Мы работаем с некоторыми из самых ярких инженеров и ученых в ведущих научно-исследовательских учреждениях по всему миру, — сказал Уолтер Мэсси, председатель правления GMT и бывший директор Национального научного фонда. «Недавние вклады наших партнеров-инвесторов в Гигантский Магелланов Телескоп коллективно раздвигают границы астрономии, делают будущее реальностью и позволяют нам ответить на некоторые ключевые научные задачи, в том числе: «Одиноки ли мы во Вселенной»» 9. 0005

Идея GMT родилась в обсерватории Карнеги, и Карнеги сыграл решающую роль в развитии GMT с момента его создания. От усилий астронома Карнеги и главного научного сотрудника GMT Ребекки Бернстайн до участия ученых обсерваторий и лаборатории Земли и планет в различных этапах планирования и обзора программы GMT и ELT США исследователи Карнеги внесли значительный вклад в технические и научные возможности телескопа. . Таким образом, Карнеги было уместно продемонстрировать свое лидерство, собрав своих партнеров-основателей, чтобы продемонстрировать дополнительную финансовую поддержку для завершения строительства революционного телескопа.

«Для нас большая честь получить эти инвестиции в наше будущее», — сказал президент GMT Роберт Шелтон. «Финансирование — это действительно совместная работа наших основателей. Это приведет к изготовлению самых больших в мире зеркал, гигантской опоры для телескопа, которая удерживает и выравнивает их, и научного инструмента, который позволит нам изучать химическую эволюцию звезд и планет, как никогда раньше».

 

Только что отлили 6-е зеркало Гигантского Магелланова Телескопа. Еще один, чтобы пойти

К 2029 году Гигантский Магелланов Телескоп (GMT) на севере Чили начнет собирать первый свет из космоса. Являясь частью нового класса инструментов следующего поколения, известных как «чрезвычайно большие телескопы» (ELT), GMT будет сочетать в себе мощность сложных первичных зеркал, гибких вторичных зеркал, адаптивной оптики (AO) и спектрометров, чтобы видеть дальше и с большей точностью. больше деталей, чем любые оптические телескопы, которые были раньше.

В основе телескопа находятся семь сегментов монолитного зеркала, каждый из которых имеет диаметр 8,4 м (27,6 фута), что обеспечивает разрешающую способность главного зеркала диаметром 24,5 м (80,4 фута). Согласно недавним заявлениям GMT Organization (GMTO), Зеркальная лаборатория Ричарда Ф. Кэриса Аризонского университета начала отливку шестого и седьмого сегментов главного зеркала телескопа (на завершение этого процесса уйдут следующие четыре года).

Семь сегментов зеркала, из которых состоит GMT, являются одними из самых больших жестких монолитных зеркал в мире. В своей окончательной конфигурации шесть внеосевых сегментов будут окружать один центральный осевой сегмент, давая ему главное зеркало, способное собирать свет с площади поверхности размером 368 квадратных метров (~ 1200 футов 2 ). Он также будет иметь разрешение в 10 раз больше, чем у космического телескопа Хаббла (HST).

Художественный оттиск сегментированного зеркала ГМЦ. Кредит: ГМТО

Как сказал Джеймс Фансон, руководитель проекта GMT, в пресс-релизе GMTO:

«Самая важная часть телескопа — это светособирающее зеркало. Чем больше зеркало, тем глубже мы можем заглянуть во Вселенную и тем больше деталей мы можем наблюдать. Уникальная конструкция главного зеркала Гигантского Магелланова Телескопа состоит из семи самых больших зеркал в мире.

“ Отливка шестого зеркала – важный шаг к завершению. После запуска гигантский Магелланов телескоп будет производить изображения в десять раз более четкие, чем космический телескоп Хаббл. Открытия, которые сделают эти зеркала, изменят наше понимание Вселенной».

Процесс литья осуществляется в Зеркальной лаборатории Ричарда Ф. Кэриса, находящейся под контролем Аризонского университета в Тусконе, штат Аризона. Он начинается с почти 17,5 метрических тонн (38 490 фунтов) боросиликатного стекла высокой чистоты (также известного как стекло E6), которое затем плавится в единственной в мире прядильной печи. Этот процесс «вращательного литья» нагревает стекло до тех пор, пока оно не станет жидким, а также придает сегментам особую параболическую форму.

При максимальной температуре (событие, известное как «высокий огонь») печь вращается со скоростью 5 об/мин, нагревая стекло до 1165 ° C (2,129 ° F) в течение примерно пяти часов. Шестой и седьмой сегменты зеркал достигнут «большого огня» к 6 марта года года 2021 года. Затем они пройдут месячный процесс «отжига», когда вращающаяся печь замедляется, чтобы снять внутренние напряжения со стекла.

Сегмент зеркала GMT отливается в Зеркальной лаборатории Ричарда Ф. Кэрис. Предоставлено: GMTO

Это позволит зеркалам затвердеть по мере их охлаждения, что будет продолжаться еще 1,5 месяца, прежде чем они достигнут комнатной температуры. Как только они закончат охлаждение, зеркала будут полироваться в течение двух лет, пока их поверхности не достигнут оптической точности поверхности всего в несколько нанометров (менее одной тысячи ширины человеческого волоса). Саид Бьюэлл Джаннузи, директор обсерватории Стюарда и заведующий кафедрой астрономии UofA:

«Я чрезвычайно горжусь тем, как деятельность лаборатории зеркал адаптировалась к пандемии, что позволило нашим талантливым и преданным сотрудникам Зеркальной лаборатории Ричарда Ф. Кэрис безопасно продолжать производить зеркала для Гигантского Магелланова телескопа. ”

В настоящее время первые два сегмента зеркала завершены и находятся на хранении в лаборатории зеркал, в то время как сегменты с третьего по шестой сейчас находятся на разных этапах производства. Пятое зеркало было отлито в ноябре 2017 года, четвертое зеркало завершило полировку задней поверхности, а третье — более чем наполовину (с точностью до 70 нанометров).

Также планируется установить восьмое запасное зеркало, которое будет заменяться всякий раз, когда другой сегмент зеркала потребует обслуживания. Зеркала являются важной частью оптической конструкции, которая позволяет GMT иметь самое широкое поле зрения среди всех телескопов ELT в 30-метровом (~ 100 футов) классе, например, у Тридцатиметрового телескопа (TMT), который в настоящее время находится в стадии разработки. Строительство в Мауна-Кеа, Гавайи.

Секрет этого заключается в уникальной оптической конструкции GMT, которая позволяет использовать каждый фотон света, собираемый зеркалами (тем самым обеспечивая беспрецедентный уровень оптической эффективности). Как объяснила Ребекка Бернштейн, главный научный сотрудник GMT:

«Это беспрецедентное сочетание светосилы, эффективности и разрешения изображения позволит нам делать новые открытия во всех областях астрономии, особенно в областях, требующих высочайшего пространственного и спектрального разрешения, таких как поиск других Земель.

» У нас будут уникальные возможности для изучения планет с высоким разрешением, что является ключом к пониманию того, имеет ли планета каменистый состав, как наша Земля, содержит ли она жидкую воду и содержит ли ее атмосфера правильную комбинацию молекул чтобы сигнализировать о наличии жизни».

К концу 2020-х готовые зеркала будут доставлены из Тускона, штат Аризона, в обсерваторию Лас Кампанас в пустыне Атакама на севере Чили. Расположенный на высоте 2500 м (8200 футов) над уровнем моря, этот засушливый регион считается одним из лучших мест на планете для занятий астрономией. Небо на этой высоте очень чистое, а удаленность от городских центров гарантирует, что световое загрязнение практически отсутствует.

Кроме того, стабильный поток воздуха в регионе позволяет получать исключительно четкие изображения, а расположение (в южном полушарии) позволяет обсерваториям смотреть на центр Млечного Пути. Его близость к другим обсерваториям в этом районе (которые ведут наблюдения на других длинах волн) позволяет легко сотрудничать.

Сюда войдет Европейский сверхбольшой телескоп (EELT), который в настоящее время строится Европейской южной обсерваторией (ESO) в соседней обсерватории Серро Армазонес в Чили. Он также поможет в наблюдениях, проводимых другими крупными обсерваториями ESO в регионе, такими как Очень Большой Телескоп (VLT) и Большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка Атакама (ALMA).