Ouvriers achevant le moule du miroir de 8,4 mètres pour le miroir du télescope géant de Magellan. Crédit d'image: Lori Stiles / UA. Cliquez pour agrandir.
Le laboratoire de miroirs de l’observatoire Steward de l’Université d’Arizona préchauffe son énorme four rotatif et inspecte des tonnes de verre pour couler un premier miroir de 8,4 mètres (27 pieds) de diamètre pour le télescope géant de Magellan (GMT). Le casting est prévu pour le samedi 23 juillet.
Avec cette étape importante, le GMT devient le premier télescope au sol extrêmement grand à commencer la construction.
Le miroir primaire du télescope GMT sera composé de six miroirs hors axe de 8,4 mètres entourant un septième miroir central sur axe. (Un miroir hors axe concentre la lumière à un angle éloigné de son axe, contrairement à un miroir symétrique qui concentre la lumière le long de son axe.) Cette disposition donnera au GMT quatre fois et demie la zone de collecte de tout télescope optique actuel et le pouvoir de résolution d'un télescope de 25,6 mètres (84 pieds) de diamètre, soit 10 fois la résolution du télescope spatial Hubble.
Les miroirs de télescope monobloc de «moulage par rotation» qui sont géants, rigides mais légers sont un processus ingénieux et génial qui a été conçu et développé par le professeur d'astronomie de l'Université d'Arizona Regents J. Roger P. Angel. La coulée de miroirs monolithiques géants est réalisée à un seul endroit dans le monde - le laboratoire de miroir de l'observatoire Steward.
L'équipe de casting, dirigée par Randy Lutz, a installé environ 50 cœurs par jour pour un total de 1 681 cœurs pendant sept semaines d'avril à mai. L'équipe a boulonné chaque noyau à des angles mesurés avec précision par rapport aux carreaux du foyer et aux noyaux adjacents dans cette opération. L'équipage a enduit toutes les jonctions collées de «schtroumpf» bleu - une concoction de la couleur des personnages de dessins animés de schtroumpf bleu - pour empêcher le verre de coller au moule.
À ce stade, le moule contient 17 000 livres de carreaux de foyer, 16 000 livres de parois de cuve en fibre et 15 000 livres de noyaux et d'épingles. L'équipe de coulée a maintenant nettoyé et inspecté le moule terminé, abaissé le couvercle du four en place et commencé le préchauffage le 16 juin.
Les membres de l'équipe «pilotent» activement le four par ordinateur alors que les températures augmentent pendant les 8 premiers jours du processus de chauffage, puis coupent l'alimentation pour terminer les deux semaines de préchauffage. La pré-cuisson centre les joints de colle centrale, brûle les impuretés et sollicite le moule. L'équipe de coulée inspectera le moule pour toute réparation nécessaire après la cuisson préalable.
Certaines des étapes les plus étonnantes de la coulée sont l'inspection et le chargement du verre. L'équipe a commencé à inspecter 90 caisses d'expédition de verre le 24 juin. Le chargement du verre est prévu pour la deuxième semaine de juillet, a déclaré Steve Miller, directeur de Mirror Lab.
Les 40 000 livres de verre borosilicaté qui feront le miroir GMT de 27 pieds de diamètre (8,4 mètres) proviennent de la verrerie Ohara au Japon. Ohara a fabriqué le verre à partir de sable provenant de la côte du golfe de Floride.
Le Mirror Lab commencera à chauffer le four le 18 juillet. Il faut six jours pour que le verre atteigne la température maximale à 2 150 degrés Fahrenheit (1178 degrés Celsius). À cette température, le verre commence à couler comme du miel à température ambiante. Le verre liquide épais s'écoule entre les noyaux hexagonaux du moule pour créer une structure en «nid d'abeille». Le blanc final du miroir en nid d'abeille pèsera environ un cinquième autant qu'un miroir en verre solide de sa taille.
Les roulements du four rotatif tourneront une charge de 100 tonnes pendant la filature. Le four peut être alimenté jusqu'à 1,1 mégawatts d'électricité pendant la coulée - assez pour alimenter en moyenne 750 à 1 100 foyers Tucson, selon la période de l'année.
La vitesse de rotation du four détermine la profondeur de la courbe tournée vers la forme du miroir ou la distance focale du miroir. Le miroir GMT tournera 5 fois par minute, plus lentement que les deux miroirs de 8,4 mètres que le laboratoire a conçus pour le grand télescope binoculaire (LBT), car le miroir GMT hors axe doit être un miroir à focale plus courte et plus longue que le primaires LBT symétriques.
"C'est une nouvelle époque pour l'astronomie", a déclaré Richard Meserve, président de la Carnegie Institution. «La fabrication du miroir hors axe est un événement révolutionnaire qui fera avancer la découverte scientifique. Tous les huit membres du consortium GMT sont ravis que nous soyons en production. "
Le consortium Giant Magellan Telescope comprend actuellement les observatoires Carnegie, Harvard University, Smithsonian Astrophysical Observatory, University of Arizona, University of Michigan, Massachusetts Institute of Technology, University of Texas at Austin et Texas A & M University.
«Le fait que nous soyons déjà en production est directement lié à la technologie réussie développée pour les télescopes Magellan jumeaux de 6,5 mètres (21 pieds) à l'Observatoire Las Campanas de Carnegie au Chili», a déclaré Matt Johns, directeur adjoint des Observatoires Carnegie et Chef de projet GMT. «Les télescopes Magellan se sont révélés être les meilleurs télescopes d'imagerie naturelle au sol.»
Le refroidissement du miroir est un processus soigneusement contrôlé qui prendra de 11 à 12 semaines. Une fois le miroir complètement refroidi, le laboratoire nettoiera les noyaux en céramique des cellules en nid d'abeilles en verre du miroir. Ensuite, le miroir sera rectifié et poli avec une précision de plus ou moins 15 à 20 nanomètres (un nanomètre est un milliardième de mètre). Le miroir sera recouvert d'une couche d'aluminium réfléchissant de seulement 100 nanomètres d'épaisseur sur le site de l'observatoire.
Le GMT devrait être achevé en 2016 sur un site dans le nord du Chili. Avec sa résolution puissante et son immense zone de collecte, il sera en mesure de sonder les questions les plus importantes en astronomie, notamment la naissance des étoiles et des systèmes planétaires dans notre Voie lactée, les mystères des trous noirs et la genèse des galaxies.
Des informations détaillées sur la conception du GMT et les objectifs scientifiques sont disponibles en ligne sur http://www.gmto.org/
Source d'origine: communiqué de presse UA
