Como montam o maior espelho de um telescópio?

A loja do ferreiro, o Espelho na Universidade do Arizona não é facilmente notado. Com grandes dimensões, o Laboratório de espelhos Richard Кэриса está na sombra de um gigantesco estádio de futebol da universidade de 56 000 lugares. Até mesmo o seu mais marcante detalhe — octogonal de uma torre de concreto, decorada com o emblema da escola, aparece como característica arquitetural arena ao lado. No entanto, é justamente nessa torre situada a coisa mais importante do equipamento.

Dentro do laboratório estreita fluorescente verde escada sobe a cinco andares, até a entrada em uma torre. Lá encontrará o gerente de laboratório Stewart Weinberger e pedir para tirar tudo dos bolsos.

"Óculos, chaves, canetas. Tudo o que pode cair e danificar o espelho", diz ele. Weinberger organiza um passeio ao pódio em 25 metros acima do espelho com diâmetro de 9 metros. Para fazer isso espelho levou cerca de 20 milhões de dólares e cerca de seis anos. "A maioria das pessoas no laboratório, o mesmo não resolvem entrar aqui", diz ele. Isso explica o nervosismo Вайнбергера — ele amarrou a câmera экскурсанта ao pulso. Diante da primeira pessoa, repórter da Wired.

Vista segundo o espelhamento de um segmento a partir do topo do teste torre de laboratório de espelhos

O Vidro da unidade de mim — uma das sete espelhos, que eventualmente vão se reunir em um Gigante Магелланов Telescópio. Ele ganharia em força total em 2025, no observatório de Las Кампанас no deserto do Atacama, no Chile, e se tornará a maior óptica do observatório do mundo. Seus espelhos, cada uma das quais pesa 17 toneladas, serão localizados no-floral-de radar de configuração com seis assimétricas, espelhos ao redor da central simétrico de um segmento. Juntos eles растянутся 25 metros (o dobro do diâmetro existentes telescópios ópticos) e ocupam uma área total de 1.300 metros quadrados (aproximado do tamanho de dois campos de ténis). Com resolução de poder 10 vezes maior do que a do telescópio espacial Hubble, БМТ vai pegar e a se centrar fótons de galáxias e buracos negros do Universo, estudar a formação de estrelas e de mundos junto com eles e procurar vestígios de vida em atmosferas potencialmente planetas habitáveis.

Mas antes de БМТ chegar ao seu trabalho, os cientistas e os engenheiros do laboratório de espelhos precisa criar esses gigantes da placa de vidro. Para fazer isso, como era de se esperar, é verdadeiramente monumental tarefa.

"este É um dos mais difíceis de espelhos, que já fez. Eles асферичные, muito grandes e сверхточные", diz o diretor assistente MirrorLab Jeff Kingsley. "Nosso objetivo é fazer um espelho a cada quatro anos, desde o início até o fim". Em primeiro espelho levou cerca de dez anos. O segundo segmento — que protege Weinberger — começamos em janeiro de 2012, e não terminará até 2019.

Atualmente em MirrorLab estão espelho БМТ em diferentes fases de produção. Última começaram a fazer, literalmente, na semana passada. O primeiro passo é carregar a 20 toneladas de vidro de borosilicato E6 enorme girando ondas, manualmente. Dentro do forno de 1700 sextavadas pilares formam a forma de favo de mel, em uma construção que levou cerca de seis meses. Durante vários dias de ondas, разогретая de até mil graus Celsius, vira de cabeça para baixo cinco vezes por minuto. O vidro, agora já líquido, escorre no mel, e a força de rotação закругляют расплавленную gosma nas bordas, dando o espelho de sua forma côncava.

Para ondas voltou à temperatura ambiente, precisa de três meses. Somente os funcionários do laboratório de limpar o espelho, colocando-a por meio de um teleférico e mergulha na banheira e sob alta pressão. "Nós de fato обстреливаем sua arma para a lavagem de máquinas", disse Kingsley. "Inteligente студентик da universidade veio e transformei-lo sob a limpeza de vidro".

Em Seguida, os funcionários do laboratório invertem o espelho de cima para baixo em uma crescente placa e transportam a câmera do laboratório, onde fica a duas estações de polimento do espelho. Eles limpam meio centímetro de vidro da parte de trás da carcaça. Depois torna-se suave, a equipa MirrorLab prendem a ela 165 de distribuidores de carga, que serão anexadas ao movimentações já no deserto de Atacama.

Em Seguida, os funcionários viram o espelho de face para cima, e começa um trabalho complicado.

Seis externos segmentos de espelhos БМТ — as pétalas de uma flor, se quiser — tem uma forma irregular. Seus contornos topograficamente idênticos batata frita Pringles, só que mais fino; curvas impossíveis de ver a olho nu, mas devido a eles a formação de um espelho se torna a dor mais baixo das costas.

"Nós queremos que o telescópio foi limitado fundamental física — comprimento de onda de luz e o diâmetro do espelho, não irregularidades na superfície do espelho", diz o cientista-oftalmologista Amigo Martin, vigiando шлифованием e polimento. Sob o "asperezas" que ele tem em mente os defeitos mais de 20 nanômetros de tamanho pequeno vírus. Mas quando o espelho sai do formulário, as irregularidades podem chegar a um milímetro ou mais.

Alguns passes de desbaste podem achatar as irregularidades até 20 microns — um quarto da largura de um cabelo humano. Mas esses defeitos ainda é 1000 vezes maior do que deveria ser.

É aqui que entra em jogo a torre de MirrorLab. Em seu topo, há um conjunto de lasers e интерферометров, que buscam essas субмикронные de rugosidade. O processo de medição é tão sensível, que o espelho deve estar em um sistema pneumático, separa do movimento de um edifício. "Vibrações fazem com que um estádio de futebol de trânsito em ruas adjacentes, helicópteros, no caminho para o hospital", diz Martin. "Você não vai sentir, masmedida muito sensível".

Sensores no teste de torre criam o mapa de contorno da superfície do espelho. Transfira o mapa em полировальную a máquina, e ela irá remover todos os rugosidade do espelho. Mas não tudo de uma vez. Durante mais de um ano espelho estão se movendo para lá e para cá entre a torre e полировальными estações, até que fique lisa... "como um pedaço de vidro".

Somente o espelho permitem sair do laboratório. O primeiro segmento БМТ deixou o objeto em setembro, para liberar espaço para os seus irmãos e irmãs. Agora ele está no local de armazenamento temporário perto do aeroporto internacional de Tucson, esperando o embarque, no deserto de Atacama, onde 100-нанометровое uma fina cobertura de alumínio de concluir a longa jornada de 20 toneladas de pilha de pedaços de vidro em прочесывающую espaço reflete a superfície.

"você Sabe, nós estamos até mesmo espelhos aqui não fazemos", diz Martin. "Nós estamos fazendo grandes pedaços de vidro".