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30米望远镜国际天文台:Cooherent的天博体育app元件给望远镜带来光明的未来

连贯的供应是有史以来最雄心勃勃的天文​​学项目之一的天博体育app和天博体育app制造技术 - 三十米望远镜。

一个非常大的主意

自伽利略(Galileo)发明天博体育app以来,天文学家一直在寻求建造更大的乐器。原因是简单的物理学。随着天博体育app变大,它会产生更详细和更明亮的图像。这使它能够进一步进入宇宙。

这就是为什么来自美国,加拿大,日本,中国和印度的一群合作伙伴聚集在一起来创建30米天博体育app(TMT)。。用于参考,当前操作的最大视觉波长天博体育app具有10.4 m的镜像。因此,30 m的仪器代表了成像功能方面非常重要的一步。

大型反射器望远镜使用镜子作为天博体育app元件(与镜片相对)。但是,使望远镜镜像的直径大约为8.5 m,这是不切实际的。更大的是,主要(或主要)镜子由较小段的镶嵌物构造。六角形优化天博体育app设计时,塑造了这些单独的镜子。它允许将段放在近似圆的图中,将段放在非常近的位置。

虽然较大对于望远镜来说更好,但如果天博体育app元件的质量极高,则更高的图像质量的好处才会产生。具体而言,这要求镜子的整体形状准确地符合设计形式,并且镜面的表面是平稳而准确的(在形状方面),仅在几纳米内。

 

天博体育app加入TMT努力

30米天博体育app主镜将由492个单独的段组成,每个镜片为1.44 m。主要镜子的整体形状是双曲线。这意味着每个单个片段都是这种形状的一个离轴(所有TMT镜面段总共有82种不同的形状)。这种形状称为“自由形式”。

全世界只有少数组织能够在TMT所需的精度级别上以高于直径的自由形式进行自由形式,尤其是在任何有意义的体积中。三十米望远镜国际天文台(TIO)选择了四个单独的团体(在美国,日本,中国和印度)来制造这些天博体育app。

天博体育app(以前为Tinsley Laboratories)被选为美国的供应商。我们将总共生产230个镜像段 - 比其他任何组都要多。天博体育app的人还为在印度工作的集团建造了镜像抛光设备,固定装置和测试设备。印度工程师已经接受了天博体育app使用所有这些的培训。另外,天博体育app的人员将陪同设备前往印度,以帮助安装和委托。

 

天博体育app挑战

有两种天博体育app仪表级高精度免费形式的主要方法。对于与简单的球形表面显着偏离的形状,使用了所谓的“子孔”天博体育app。在这里,一个比Optic小得多的天博体育app工具一次仅用于在一个区域上工作,并且重复该过程以覆盖整个光圈。

对于更接近球形的形状,一种称为“压力镜抛光”的聪明方法 - 自1960年代以来,这种技术用于向下坡天博体育app育app育app育app生产的技术,即使是用于诸如地面望远镜等大型表面的技术。 TIO的发言人同意,他指出:“这种抛光方法是双凯克天文台望远镜的遗产。TMT很荣幸能够使用这种技术来改善其镜面的形状,并保持抛光方法有效。”在这种情况下,天博体育app育app育app育app以有目的地扭曲其表面的方式机械夹紧。然后使用标准方法来抛光球体。这些使用抛光工具覆盖零件孔径的85%。抛光后,将夹具释放出来,部分“放松”回到最终的自由形状。

应力镜抛光通常是制造大型天博体育app器件的更快,更确定性的方法。它之所以更快,是因为子孔抛光一次零件一次较小的区域,因此通常需要更多的加工周期才能覆盖整个表面。同样,亚孔的抛光不可避免地会在表面产生小规模的波纹或表面残差。对于高性能的视线,必须将其删除,这可能涉及其他耗时的步骤。应力镜抛光通常更确定性,因为它基于本质上产生近乎完美的平坦或球形形状的技术。

当然,应力镜像抛光需要一个精确的工具来赋予扭曲基板的正确力量。由于相干是制造32种不同的镜像形状或类型,因此创建此工具可能会占用大量生产时间。为了避免这种情况,天博体育app开发了一个单个工具,可以对其进行编程,以提供为TMT段的所有各种形状抛光所需的力模式。

 

与天博体育app合作

“我们从一开始就将连贯的供应商视为可能的供应商,因为它们具有良好的大型天博体育app制造能力和信誉,” TIO的主要天博体育app制造工程师Glen Cole指出。 “他们成功地完成了哈勃太空望远镜的几个项目 - 最著名的是纠正其有缺陷的主镜子的肋天博体育app。

“但是天博体育app还需要一个技术转移伙伴。即,一个可以在印度启动和奔跑的人的人。相干支持这一努力的能力是选择它们的重要因素。到目前为止,他们的成功告诉天博体育app,天博体育app做出了一个不错的选择。

“我们在2017年首次授予COUSERENT的合同是全球Covid-19的大流行时,我们无法期望的事情,” Cole补充说。这减慢了我们的所有努力,并开始大大推动项目时间表。但是,一致的工程资源专门用于我们的项目,并且还建立了一个更大的设施,专门处理TMT细分市场的更高批量生产。这使他们能够保持我们的势头,因为我们所有人都从锁定中脱离了所有的能力,这些都可以使他们的综合问题或构造出来的问题。精密天博体育app。”

我们在天博体育app前几个镜面段(由于其圆形而被称为“圆形”)的最初成功,导致Tio在2020年授予我们另一份合同。这是为了将我们生成的所有圆形变成最终的Hexagonal形状(称为Hexing)(称为Hexing)。

TMT是一个大项目,面临许多令人兴奋的挑战。根据詹姆斯·韦伯(James Webb)太空天博体育app已经回来的非凡图像,我们希望TMT的收集区域大于JWST的20倍,它将显示出非常惊人的科学图像。 

了解有关的更多信息30米天博体育app(TMT)此处。

 

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“我们从一开始就将连贯的供应商视为可能的供应商,因为它们具有良好的功能和大型天博体育app制造的信誉。”

- Glen Cole,铅天博体育app制造工程师,位于Tio

 

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图1.技术人员在天博体育app过程中检查圆形的对齐和设置。

 

TMT贡献

图2镜像天博体育app分布在四个全球合作伙伴中。

 

三十米 -  telescope-optics-3.jpg

图3仔细检查,存储和打包以进行运输。

 

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