https://frosthead.com

Izrada super teleskopa zahtijeva malo kreativnog inženjeringa

Na vrhu spljoštene planine u čileanskoj pustinji Atacama, jedan od najvećih svjetskih teleskopa može pomoći znanstvenicima da odgovore na starinsko pitanje: „Ima li života vani?“ Trenutno je u izradi i na putu je da počne s radom početkom sljedećeg desetljeća, velikan Magellan teleskop (GMT) potaknuo je znanstvenike na inovacije i stvaranje nove tehnologije u njihovoj potrazi da vide najsitnije i najudaljenije predmete u svemiru.

Znanstvenici su za mjesto teleskopa odabrali opservatorij Las Campanas, smješten na području bez svjetlosnog zagađenja i vedrog vremena u prosjeku više od 300 dana godišnje. Konzorcij od deset sveučilišta i istraživačkih centara, uključujući Harvard-Smithsonian Center za astrofiziku, udara se kako bi pokrio cijenu teleskopa od milijardu dolara. (Po završetku, njegov godišnji operativni proračun iznosit će oko 36 milijuna USD.)

„Izazov za izgradnju ovog teleskopa je taj što smo željeli imati vrlo veliko primarno ogledalo“, kaže Charles Alcock, direktor Harvard-Smithsonian Centra. "Razlozi zbog kojih ta ogledala moraju biti velika su u tome što tražimo predmete koji su vrlo slabi." Vrlo velika je potcjenjivanje; dok je primarno ogledalo Hubble svemirskog teleskopa promjera osam stopa, GMT će iznositi više od osamdeset stopa. S deset puta većim promjerom Hubblea, napravit će i slike stvari poput udaljenih planeta koje prolaze ispred zvijezda deset puta oštrije. Kada bude dovršeno, GMT kućište će biti visoko 22 priče i obuhvaćaće područje veličine tri nogometna igrališta.

Izgradnja tih ogromnih ogledala događa se na više od 7.000 milja od Čilea, u laboratoriji zrcalanog opservatorija Steward, koja se nalazi ispod nogometnog stadiona na Sveučilištu u Arizoni. Pod vodstvom profesora astronomije J. Rogera P. Angel, tim vrti GMT-ova lagana zrcala saća, nazvana po svom uzorku. Većina teleskopa sadrži dva ogledala, ali Angel i njegov tim koriste sedam. Primarno ogledalo sadržavat će sedam pojedinačnih staklenih komada, svaki težak 20 tona. Šest zakrivljenih vanjskih ogledala okružit će primarno, stvarajući ono što Alcock iz Harvard-Smithsonian centra opisuje kao "jedinstven oblik u povijesti preciznog dizajna zrcala." Sedam se ogledala spoji kao mozaik i djeluju kao jedno veliko ogledalo s jedan fokus.

Kako teleskopi postaju veći, ogledala se moraju. Angel se odlučio na tu misiju jer je, kaže, "posao proizvodnje stakla uopće nije riješio to pitanje." Dizajn tih ogledala odvijao se nekoliko desetljeća i što je omogućio GMT. Angel kaže da ako njegovi izvanzemaljski kolege koriste teleskope za promatranje Zemlje, "volim zamišljati da koriste ogledala slična nama."

Zrcalo saća je bitna tehnologija koja se krije iza super-teleskopa koji znanstvenicima vode daleko nego ikad prije. Veliki dvogledni teleskop u Arizoni, posvećen 2004. godine, koristi ogledala saća, kao i teleskop sa više zrcala (MMT), također u Arizoni. MMT je počeo s radom 1970-ih, a Angel ga je novo ogledalo opremila 1992. Znanstvenici favoriziraju ta ogledala jer se noću hlade, za razliku od ostalih vrsta koje ostaju vruće i izazivaju svjetlucave efekte koji kvare slike.

Nakon šest godina tehnoloških inovacija, laboratorij Angel završio je GMT zrcalo prvo ogledalo 2012. godine. Tim sada ima četiri ogledala u različitim fazama razvoja, s po 30 zaposlenika. "Najveći je izazov [apsolutno osigurati da ga imamo ispravno u tako teškom obliku", kaže Angel. Iz Arizone će ispunjena zrcala putovati autocestom - čimbenik koji je ograničavao njihovu veličinu - brodom upućenom prema Čileu. Angel čeka završetak i testiranje drugog zrcala prije početka isporuke.

„Giant Magellan teleskop je prilično zanimljiv jer je vjerovatno, više nego ijedan drugi teleskop koji smo ikada izgradili, zaista predodređen za modernu tehnologiju“, rekao je astrofizičar i dobitnik Nobelove nagrade za 2011. Brian Schmidt na Smithsonian događaju ranije ovog mjeseca. "Ima lasere, ima ovaj prilagodljivi optički sustav. Sve je to izgrađeno zajedno. "Schmidt je na fakultetu Australian National University-a, dio konzorcija GMT.

Schmidt i ostali znanstvenici nadaju se da će stavljanje GMT u uporabu biti uspješno. Srećom po njih, za razliku od Hubble svemirskog teleskopa, ako ima bilo kakvih problema niz liniju, GMT ima prednost pred zemljom.

"Pravi trik su instrumenti", kaže Andrea Dupree, astrofizičarka iz Harvard-Smithsonian centra. "Sve što teleskop sakuplja svjetlost i baca ga na instrument i upravo na tom mjestu postižete tehnološki napredak."

Uz GMT, znanstvenici će imati dovoljno svjetla za fotografiranje udaljenih planeta i možda čak i učenje o njihovoj atmosferi. Ako otkriju znakove kisika, pronalaženje drugih životnih oblika možda neće biti daleko. Ogromne veličine teleskopa također će omogućiti znanstvenicima da nauče o tamnoj materiji i odgovore na pitanja kada i kako su nastale prve zvijezde. "Sposobnost da prođem i istražim one prve zvijezde, to je sigurno jedna stvar koju stvarno želim učiniti s divovskim Magellanovim teleskopom", rekao je Schmidt na tom događaju.

Znanstvenici koji ulažu u budućnost GMT svi se slažu kako je teško predvidjeti vrste pitanja o svemiru na koja bi mogla odgovarati njihova nova tehnologija. "Najuzbudljivija otkrića bit će neočekivana", kaže Dupree.

Izrada super teleskopa zahtijeva malo kreativnog inženjeringa