Trabalhadores que completam o molde do espelho de 8,4 metros para o espelho do Telescópio Gigante de Magalhães. Crédito da imagem: Lori Stiles / UA. Clique para ampliar.
O Steward Observatory Mirror Lab da Universidade do Arizona está pré-queimando seu enorme forno rotativo e inspecionando toneladas de vidro para fundir um primeiro espelho de 8,4 metros de diâmetro para o Telescópio Gigante de Magalhães (GMT). O elenco está marcado para sábado, 23 de julho.
Com esta etapa importante, o GMT se torna o primeiro telescópio terrestre extremamente grande a iniciar a construção.
O espelho primário do telescópio GMT completo será composto por seis espelhos fora do eixo de 8,4 metros em torno de um sétimo espelho central no eixo. (Um espelho fora do eixo focaliza a luz em um ângulo distante do seu eixo, diferentemente de um espelho simétrico que focaliza a luz ao longo do eixo.) Esse arranjo dará ao GMT quatro vezes e meia a área de coleta de qualquer telescópio óptico atual e o poder de resolução de um telescópio de 25,6 metros (84 pés) de diâmetro, ou 10 vezes a resolução do Telescópio Espacial Hubble.
Os espelhos telescópicos de peça única 'spin-casting' gigantes, rígidos e leves são um processo engenhoso e impressionante que foi concebido e desenvolvido pelo professor de astronomia da Universidade do Arizona Regents, J. Roger P. Angel. A fundição de espelhos monolíticos gigantes é realizada em apenas um lugar do mundo - o Steward Observatory Mirror Laboratory.
A equipe de elenco, liderada por Randy Lutz, instalou cerca de 50 núcleos por dia, totalizando 1.681 núcleos durante sete semanas de abril a maio. A equipe aparafusou cada núcleo em ângulos precisamente medidos para o ladrilho da lareira e os núcleos adjacentes nesta operação. A equipe pintou todas as junções coladas com “smurf” azul - uma mistura da cor dos personagens de desenhos animados do smurf azul - para impedir que o vidro grude no molde.
Nesse ponto, o molde contém 17.000 libras de ladrilhos de lareira, 16.000 libras em paredes de tubos de fibra e 15.000 libras de núcleos e pinos. A equipe de fundição agora limpou e inspecionou o molde concluído, abaixou a tampa do forno e começou a pré-queima em 16 de junho.
Os membros da equipe 'pilotam' ativamente o forno por computador à medida que as temperaturas aumentam durante os primeiros 8 dias do processo de aquecimento e depois desligam a energia para concluir o pré-disparo de duas semanas. Os centros de pré-queima das juntas centrais da cola, queimam todas as impurezas e estressam o molde. A equipe de fundição inspecionará o molde quanto a reparos necessários após a pré-queima.
Algumas das etapas mais impressionantes visualmente na fundição são a inspeção e o carregamento do vidro. A equipe começou a inspecionar 90 caixas de remessa de vidro em 24 de junho. O carregamento de vidro está programado para a segunda semana de julho, disse Steve Miller, gerente do Mirror Lab.
Os 40.000 libras de vidro de borossilicato que formarão o espelho GMT de 8,4 metros de diâmetro vêm da Ohara Glassworks, no Japão. Ohara fez o vidro da areia que vem da costa do golfo da Flórida.
O Mirror Lab começará a aquecer o forno em 18 de julho. O vidro leva seis dias para atingir a temperatura máxima a 1178 graus Celsius. A essa temperatura, o vidro começa a fluir como mel à temperatura ambiente. O vidro líquido espesso flui entre os núcleos hexagonais no molde para criar uma estrutura de "favo de mel". O branco final do espelho alveolar pesa cerca de um quinto do que um espelho de vidro sólido do seu tamanho.
Os rolamentos no forno rotativo geram uma carga de 100 toneladas durante o spincasting. O forno pode ser fornecido com até 1,1 Megawatts de eletricidade durante a fundição - o suficiente para abastecer uma média de 750 a 1.100 residências em Tucson, dependendo da época do ano.
A taxa de rotação do forno determina a profundidade da curva girada na forma do espelho ou a distância focal do espelho. O espelho GMT girará 5 vezes por minuto, mais lentamente que os dois espelhos de 8,4 metros que o Laboratório fabricou para o Grande Telescópio Binocular (LBT), porque o espelho GMT fora do eixo deve ser um espelho de comprimento focal mais raso e mais longo que o primárias simétricas de LBT.
"Esta é uma nova época para a astronomia", disse Richard Meserve, presidente da Carnegie Institution. “A fabricação do espelho fora do eixo é um evento inovador que avançará na descoberta científica. Todos no consórcio GMT de oito membros estão entusiasmados por estarmos em produção. "
O consórcio Giant Magellan Telescope atualmente inclui os Observatórios Carnegie, Harvard University, Smithsonian Astrophysical Observatory, Universidade do Arizona, Universidade de Michigan, Massachusetts Institute of Technology, Universidade do Texas em Austin e Texas A & M University.
"O fato de já estarmos em produção está diretamente relacionado à bem-sucedida tecnologia desenvolvida para os telescópios Magalhães de 6,5 metros (21 pés) no Observatório Las Campanas de Carnegie, no Chile", disse Matt Johns, diretor assistente dos Observatórios Carnegie e Gerente de projetos da GMT. "Os telescópios Magellan provaram ser os melhores telescópios de imagem natural no solo".
O resfriamento por espelho é um processo cuidadosamente controlado que leva 11 a 12 semanas. Depois que o espelho estiver completamente resfriado, o laboratório lavará os núcleos de cerâmica das células de favo de mel de vidro do espelho. Em seguida, o espelho será retificado e polido com uma precisão de mais ou menos 15 a 20 nanômetros (um nanômetro é um bilionésimo de metro). O espelho será revestido com uma camada de alumínio refletivo com apenas 100 nanômetros de espessura no local do observatório.
A conclusão da GMT está prevista para 2016 em um local no norte do Chile. Com sua poderosa resolução e enorme área de coleta, será capaz de sondar as questões mais importantes da astronomia, incluindo o nascimento de estrelas e sistemas planetários em nossa Via Láctea, os mistérios dos buracos negros e a gênese das galáxias.
Informações detalhadas sobre os objetivos científicos e de design da GMT estão on-line em http://www.gmto.org/
Fonte original: UA News Release
