海浮乐静压轴承在超大天文望远镜上的应用
来源:    发布时间: 2021-10-14 09:36   392 次浏览   大小:  16px  14px  12px
海浮乐静压轴承用于超大型天文望远镜ELT

   一架新的超大望远镜(ELT)在智利的阿玛索内斯山开工。它将是世界最大的可见光/红外光望远镜。在MICADO的加持下,ELT将有能力输出比任何光学望远镜都锐利的图像。来自Göppingen的HYPROSTATIK(德国海浮乐公司)开发了液体静压轴承系统,来帮助ELT在地球的自转下完成精准的瞄准。


   ELT是天文学迄今为止最具野心的项目之一,它选址于阿玛索内斯山,紧邻欧洲南部观测站的特大望远镜(VLT)。ELT的主镜直径达39米,镜面面积是现有大型望远镜的15倍。ELT将有能力探测太阳系外行星。自1990第一颗太阳系外行星被发现以来,陆续被发现的太阳系外行星数量已经接近4000个。然而这些行星大多都是不适宜生命存在气态巨行星,类似于木星或土星。


   ELT将有能力探测更小的类地行星。对这些行星的直接摄影也将成为可能。更甚者,ELT将允许学者研究这些行星的大气层,进而推断这颗行星的环境以及大气的元素组成,并判断是否有可能有生命存在。有了这些信息,我们便可以组建一个邻近行星的完整的信息库。对遥远星空的探索同样是对宇宙历史的探索。鉴于其远强于哈勃望远镜的性能,ELT可以为研究人员提供新的洞见,例如关于宇宙早期星球与星系的形成。ELT有能力以空前的精细程度呈现它们。ELT也将应对当今科学最大的谜题之一:暗能量。这种神秘的能量对加速宇宙膨胀有至关重要的作用。ELT将有望解决这个问题。


   ELT是现代科技的奇迹。他的主镜由798块直径1.45米、厚度5cm的六边形镜组成,总面积超过一千平方米。打个比方,这只比奥林匹克竞赛泳池小一点。为防止望远镜在倾斜到一定角度时自行解体,这些镜子安装在可活动的支架上。这些支架蕴含了最新的科技。这些支架保证了主镜面永远是理想的抛物面。光经过主镜之后,被另一组光镜引导至ELT的传感器上。ELT的副镜直径达4米,是ELT最大的当个镜片。为了保持主镜的光学性能,组成他的798个小镜片必须依次定期清洁,并用蒸发镀层技术重新镀上反射金属层。


   地球的大气层对ELT的成像锐度有影响。来自星球的光总是被密度不均的空气折射,虚化成成不超过一弧秒圆盘。一直以来,哈勃望远镜由于在大气层外的原因,仅仅靠直径2.5米的主镜就能传回最锐利的图像。直到近几年“自适应光学”的出现,人们才能够抵消大气层的影响。

   在半球形的穹顶下安装着ELT的自由移动结构。当望远镜工作时,两扇侧滑式会打开。依据当时的天气情况,打开的缝隙会有一部分被风挡罩住。为保证穹顶上的温度均匀,当太阳光过于剧烈的时候,穹顶会被人为制冷。


   只靠巨大的主镜是不行的:还需要合适的感光和分析仪器,比如说针对不同波段的相机,以及拆分入射光的光谱仪。通过这些仪器,学者们可以得知天体的化学组成以及移动速度。几个德国以及欧洲的学院正在携手开发ELT的第一台相机,MICADO。



MICADO at ELT

   ELT自身可以捕捉可见光、红外光以及中段电磁波,MICADO是为红外光准备的。

MICADO可以用来研究很广泛的课题。学者对那些大爆炸之后存在不久的遥远星系很感兴趣,对距离稍近一些的星系也是同样。MICADO可以分辨出稍近星系中的星球,使学者可以重建他们的形成过程。另外,它也可以用于在球状星团中寻找中等质量的黑洞,或者分析大型黑洞附近的星体运动(例如在银河系中心)。MICADO的红外摄像机被放置在低温箱中来控制它的发热。这个重达8吨的仪器安装在由HYPROSTATIK(德国海浮乐公司)研制的静压轴承上,精准的配合着地球的自转。


   环形的静压轴承安装在静压浮动油腔上,液压站启动后会产生30微米的浮起量,没有摩擦,因此MICADO相机可以顺滑转动。静压轴承具有优良的减振特性,可以隔离外部的机械振动。德国海浮乐公司开发了专用的静音和低脉动液压站,可以精确控制输出压力,输出油温,液压油同时经过充分过滤。


   德国海浮乐公司还提供了类似的静压轴承系统,用于SOFIA望远镜,安装在NASA的一架波音747飞机上,无故障运行18年。在喜马拉雅印度侧,重达150吨的Aries天文望远镜,直径3.6米,也采用了德国海浮乐公司的静压轴承。


   

   德国海浮乐公司简介:位于德国格平根,专业研发制造静压导轨,静压转台和静压主轴,服务业机床工业,光学工业,专注于超精密工艺,约40名雇员。


参考信息:

作者:Jochen Schönfeld, For more information about HYPROSTATIK, see www.hydrostatik.de,

ELT Telescope:www.eso.org/public/germany/teles-instr/elt,Image and text excerpts from the ESO


上一篇:没有了
下一篇:海浮乐静压转台