Rendkívül nagy teleszkóp • ELT
Óriási európai távcsőSzervezet | Európai Déli Obszervatórium (ESO) |
---|---|
Operátor | Európai Déli Obszervatórium |
típus | Nasmyth távcső , infravörös távcső , optikai távcső ( be ) , óriási távcső |
Első fény | Tól től 2025 |
Magasság | 3,060 m |
Megfigyelési idő áll rendelkezésre | Évente 320 éjszaka |
Elhelyezkedés | Cerro Armazones ( Atacama sivatag , Chile ) |
Cím | Chile |
Elérhetőség | 24 ° 35 ′ 21 ′, ny. H. 70 ° 11 ′ 30 ″ |
Weboldal | www.eso.org/public/teles-instr/elt |
E-ELT | 39,3 m-es reflektor |
---|
Az európai óriási teleszkóp , angolul Extremely Large Telescope ( ELT ; korábban European Extremely Large Telescope , E-ELT ) egy földi teleszkóp , amely része a három építés alatt álló óriási teleszkóp sorozatának , amelyet fel kell avatni.2025. Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) által épített , 39 méter átmérőjű elsődleges tükrének köszönhetően jelentős előrelépéseket kell lehetővé tennie a csillagászat területén.
Chile északi részén , a Cerro Armazoneson (3060 méter tengerszint feletti magasságban) található, amely a Costa Cordillera része (Andok középső része ), és húsz kilométerre keletre Cerro Paranaltól , az ESO VLT négy távcsöve helyén . Annak érdekében, hogy döntő áttöréseket hajtson végre, például megfigyelhesse az első galaxisokat vagy exobolygókat, tizenötször több fényt képes összegyűjteni, mint a VLT , ezzel a világ legerősebb távcsövévé válik.
A nagyon nagy teleszkóp megépítésének motivációit az Európai Déli Megfigyelő Intézet (ESO) a témában végzett első tanulmánya foglalja össze :
1998-tól az Európai Déli Obszervatórium (ESO) tervezési vizsgálatokat végzett egy óriási teleszkóp számára, amelynek átmérője meghaladja a 100 métert. Az elsõsorban nagy teleszkóp (OWL) elsõ megvalósíthatósági tanulmányai nem túl alaposak. De a projekt fokozatosan lendületet vesz. 2004 decemberében az ESO Tanácsa úgy döntött, hogy gyorsan befejezi a folyamatban lévő tanulmányokat, nagyrészt a belső szakértelmére, de az ipar és a tudományos közösség véleményére is támaszkodva azzal a céllal, hogy a projektet 2005 végén értékelje egy testület nemzetközi szakértők bevonásával. A tervezett távcső rendelkezik 100 méter átmérőjű elsődleges tükörrel, 6000 m 2 gyűjtőfelülettel . A műszaki megvalósíthatóságon túl a vizsgálat célja az elsődleges tükör költségének és átmérőjének (D) arányának módosítása, amelyet addig a D 2.6 törvény (D teljesítmény 2.6) szabályoz, a D 1.4-nek való átadással . A vizsgálati jelentés az OWL Blue-könyv projekt közzéteszik2005. október. Megerősíti a tervezett méretű megfigyelőközpont kiépítésének technikai lehetőségét. A szakértői testület 2004 - ben konzultált2005. novemberkedvező véleményt ad a fedélzeti fő műszaki újításról, amely legalább egy adaptív tükör behelyezését jelenti a távcsőbe. De a bizottság számos technikai kockázatot azonosít: szegmentált M2 tükör és erősen aszférikus M4 tükör használata, a tükör méretéhez nem megfelelő lézervezérlő rendszer. Tekintettel ezekre a kockázatokra és az ESO pénzügyi kapacitását meghaladó költségekre (becslések szerint 1,2 milliárd euróra), amely a tervezett időszakban (2008–2020) eloszlik, a szakértői testület ehelyett egy szerényebb méretű távcső fejlesztését javasolja, tükörrel harminc és hatvan méter közötti átmérőjű, figyelembe véve, hogy az ilyen típusú projektekben rejlő komplexitás és költségvetési sodródás jobban ellenőrizhető.
Decemberben 2005-ös , a projekt, megkeresztelkedett az új formátum E-ELT ( rendkívül nagy európai távcső ), szakaszba léptek konzultálva a nemzetközi csillagászati közösség meghatározását célzó részletes jellemzőit a távcső. Öt munkacsoport jön létre a távcső különböző jellemzőinek meghatározására: tudományos célok meghatározása, műszerválasztás, beültetési hely kiválasztása, a teleszkóp felépítése és az adaptív optika tanulmányozása . 2006 nyarán az egyes csoportok jelentéseit benyújtják az ESO-nak. Ezek a jelentések azt tanácsolják, hogy az ELT képes legyen megfigyelni a látható és az infravörös tartományban . A1 st június 2006-os, Jason Spyromilio- t nevezik ki az E-ELT projektigazgatójának. A2006. december 11, az ESO tagjai úgy határoznak, hogy elindítják az E-ELT megépítésének előzetes tanulmányait. A tükör várható átmérője 39 méter, a készülék összköltsége 800 millió és egymilliárd euró között van.
Ban ben 2010. március, a kiválasztási bizottság úgy dönt, hogy az E-ELT-t Cerro Armazones csúcsán, valamivel kevesebb, mint 3000 m tengerszint feletti magasságban építi . A helyszín körülbelül húsz kilométerre található a Cerro Paranaltól, ahol már megtalálható az ESO zászlóshajója, a VLT . Ezt az észak- chilei Atacama-sivatagban fekvő régiót rendkívüli szárazság és nagyon alacsony felhősség jellemzi, ami nagyon jó minőségű megfigyeléseket tesz lehetővé a meteorológiához kapcsolódó kevés megszakítással. A választott hely volt elébe lépett a múltban az építési amerikai megfelelője az E-ELT, a harminc Meter teleszkóp , amely végül kiválasztott egy helyet a Mauna Kea a Hawaii szigetekre . A kihagyott helyszínek között van a Kanári-szigeteken (Spanyolország) található Roque de los Muchachos Obszervatórium, amely már számos távcsőnek ad otthont, bár Spanyolország felajánlotta az építkezés költségeinek 25% -át. A Cerro Armazones a 24 ° 35 ′ 52 ″, 70 ° 11 ′ 46 ″ ny . És 2.762 méter magasságban található. Itt már van egy csillagvizsgáló, amelyet az Északi Katolikus Egyetem Csillagászati Intézete és a Bochumi Egyetem Csillagászati Intézete vezet . ESO Tanács,2010. április 26hivatalosan kiválasztotta a Cerro Armazones webhelyet. A2011. október 13, Chile és az ESO között megállapodást írtak alá a földosztásról és a védett övezet létrehozásáról. A munkák kezdetét 2011-re , az első műveleteket a 2020-as évek elejére tervezik.
A 2011. december 9, az Európai Déli Megfigyelő Intézet (ESO Tanács) igazgatósága jóváhagyja a Cerro Armazones-i E-ELT telephelyig vezető út előkészítő munkájának finanszírozását és néhány összetett optikai alkatrész fejlesztésének megkezdéséhez szükséges költségvetést. A döntést megelőzte az ESO és a chilei kormány közötti megállapodás aláírása a leendő teleszkóp által elfoglalt föld adományozásáról, valamint egy hosszú távú engedmény a körülötte lévő védett terület létrehozására, valamint a chilei kormány támogatása a telepítéshez a csillagvizsgáló. A2012. június 11az ESO Tanácsa garchingi ülésén jóváhagyja az E-ELT és az első hangszercsomag felépítését. Abban az évben megkezdődtek az útépítési és simítási munkák. A2013. október 28, Chile elnöke, Sebastián Piñera eljuttatja az aláírt jogi dokumentumokat, amelyek hivatalossá teszik a Cerro Armazones körüli földterületnek az EO részére történő átadását az E-ELT építéséhez.
Az ESO Tanácsa ülésezik 2014. december 4míg az E-ELT építésére előirányzott költségvetést (1 083 millió euró 2012-ben) csak 71% -ban finanszírozzák. Az ESO-nak azonban van olyan szabálya, amely előírja a költségvetés több mint 90% -ának felszabadítását, hogy több mint kétmillió euró értékű munkálatokat indítsanak el. Az ESO különösen Lengyelország (amelynek a finanszírozott részt 78% -ra kell hoznia) és Brazília tagságának végleges kivárására vár, amelynek az ESO költségvetésébe a tíz évig 190 millió euró összegű hozzájárulást kell nyújtania, de amelynek ratifikációs szakasza késik. A 2024-es határidő betartása érdekében az ESO decemberben úgy döntött, hogy két szakaszra bontja a távcső szállítását, amelyek közül az első a csökkentett hatókörre vonatkozik, lehetővé téve a munka megkezdését, tiszteletben tartva a 90% -os költségvetési szabályt. A következő elemeket viszik át a II. Fázisba:
A kivitelezési szerződést az olasz Astaldi vállalatcsoport nyerte el a szerkezeti munkákhoz, a Cimolai SpA pedig a teljes fémszerkezet-részhez és a kupolához.
A Cerro Armazones csillagvizsgáló platformjának földmunkái megkezdődnek 2014. június 19.
Az épület első kövét rátették 2017. május 26Michelle Bachelet chilei elnök .
Ban ben 2018. május, megkezdődnek az épületek alapjai.
Az E-ELT segít megválaszolni számos olyan kérdést, amely a meglévő eszközökénél jobb teljesítményt igényel:
Az E-ELT 39 méter átmérőjű és 1116 m 2 területű elsődleges tükrével hatalmas előrelépés az összes létező nagy teleszkóphoz képest, beleértve az előző ESO eredményt, a VLT-t, amely 4, 8,2 méter átmérőjű teleszkópból áll. Mint minden nagy teleszkóp, az E-ELT is Nasmyth típusú, vagyis egy Cassegrain típusú távcső, amely egy további harmadik tükröt tartalmaz, amely oldalirányban visszaveri a fényt. Figyelembe véve súlyát, az optikát azimutális tartó hordozza, amely lehetővé teszi a távcső azimutban és magasságban történő tájolását.
Az E-ELT kupolája hozzávetőlegesen 79 méter magas és 86 méter átmérőjű lesz, ez lesz a valaha legnagyobb teleszkóp számára készült kupola.
Az E-ELT távcső felépítésének a szerelvény óriási tömege (2800 tonna) ellenére kellően merev támaszt kell biztosítania az elsődleges tükör számára, lehetővé kell tennie a műszer 1 ív másodperc pontossággal történő irányítását és a cél követését pontosan 0,3 ív másodperc alatt. A szerkezetnek korlátoznia kell a másodlagos tükör amplitúdóját és frekvenciáját is az elsődleges tükörhöz viszonyítva. A szerkezet két részegységből áll:
A tükrök mérete mellett az E-ELT két adaptív optikai tükör behelyezésével különbözik a meglévő nagy teleszkópoktól . Öt tükröt tartalmaz:
A nagy teleszkópokhoz adaptív optikára van szükség a rekordfelbontás eléréséhez a légköri turbulencia ellenére. Az adaptív optika nincs a távcső mögött, hanem annak része, amely egyszerűsíti a műszerezést és lehetővé teszi a szerkezet rezgéseinek integrálását. A valós időben korrigáló eszköz az E-ELT esetében különösen nagy teljesítményű: az adaptív M4 optikai tükör átmérője 2,4 méter, szemben a VLT esetében 11,5 cm , és 5200 működési pontot tartalmaz a VLT esetében.
A MAORY adaptív optikát ( Multi-conjugate Adaptive Optics RelaY ) úgy tervezték, hogy működjön együtt a MICADO kamerával és egy második meghatározandó műszerrel. 6 lézert használ, amelyek mesterséges csillagokat szimulálnak, és kiértékelik a légköri zavarokat, valamint két deformálható M4 és M5 tükröt, amelyek a bejövő fény ennek megfelelő korrigálásáért felelősek. Az M4 tükröt 5200 működtetőre helyezzük, amelyek másodpercenként 1000-szer deformálódnak.
Az E-ELT óriási elsődleges tükrének négy szegmense összeállítva és tesztelve Németországban .
Az E-ELT M1 elsődleges tükrének (40 m osztály) diagramja.
Az E-ELT leendő M4 deformálható tükörének prototípusa.
Az E-ELT M4 tükörének prototípusa.
Mint minden nagy teleszkópot, az E-ELT-t is egy kupola veszi körül, amely megvédi a rossz időjárástól, és napközben megvédi az optikáját a naptól. Több architektúrát tanulmányoztak, de végül klasszikus választás született. Az E-ELT szinte félgömb alakú kupoláját körülbelül 10 méter magas, kör alakú beton alapra helyezzük, amelyen két rögzített forgóvázra helyezett sínen keresztül gördül a műszer mozgásának követésére. Két lekerekített ajtó oldalirányban nyílik a megfigyelések lehetővé tétele érdekében. A specifikációk előírják, hogy a kupolának képesnek kell lennie arra, hogy 5 percen belül forogjon, amelyet a távcső megszerez egy új célpont számára, amely 2 ° / másodperc (lineáris sebesség: 5 km / h ) sebességet ír elő . A kupola mérete és alakja akadályok nélkül lehetővé teszi a teleszkóp teljes forgatását önmagában, akár nyitott, akár zárt helyzetben. A nyílás lehetővé teszi, hogy a teleszkóp a zenitből a horizont fölötti 20 ° -os magasságig mutasson.
A kupola átmérője 86 méter, és 74 méter magasra emelkedik a talaj felett. A két ajtó 45,3 méter széles nyílást nyit. A tükrök szél elleni védelme érdekében a két mozgatható panelből álló szélvédő lehetővé teszi a nyílás olyan arányban történő lezárását, amely a távcső által irányított pont magasságától függ. A zárt helyzetű kupolát le kell zárni mind a csapadék, mind a levegő ellen. Ez utóbbi esetben az a cél, hogy csökkentse azoknak a légkondicionáló berendezéseknek az erejét, amelyek feladata az optika hőmérsékletének az éjszakai hőmérsékletre való visszaállítása (kapacitás: 12 óra alatt 10 ° C-kal csökkenteni a hőmérsékletet), de amelyek szintén szerepet játszanak az optika tisztaságának fenntartásában. A kupolában és az alapon elhelyezett gerendák igény szerint lehetővé teszik a levegő keringését a külső és a belső között, ha az ajtók zárva vannak.
Szerkezet | Elem | Tömeg |
---|---|---|
Rögzített rész | A kupola beton alapjai | 17 000 tonna |
Teleszkóp beton alapok | 18 500 tonna | |
Hozzáférési szerkezetek és berendezések | 117 tonna beton 392 tonna acél | |
Kisegítő épületek | 7200 tonna beton, 377 tonna acél, 168 tonna tetőfedés | |
A kupolát tartó forgóvázak | 805 tonna | |
Mobil rész | kupola | 3 329 tonna |
Bal ajtó | 398 tonna | |
Jobb ajtó | 436 tonna | |
Szélvédő | 593 tonna |
A kupola egy elsődleges szerkezetből áll, amely tartalmaz egy gyűrűt az alján, két ívet az ajtók mindkét oldalán, valamint az ajtónyílás mögött elhelyezkedő merőleges ívet, valamint egy olyan szekunder szerkezetet, amely gerendákból áll, amelyek keresztezik a kupola felületét. A másodlagos szerkezet támogatja a járdákat, amelyek három különböző magasságban járják körbe a kupola belsejét, lehetővé téve annak karbantartását. Két 20 tonnás daru, amelyek egyikét a merőleges ívre rögzítik a másikra a másodlagos szerkezeten, lehetővé teszik a műszerek és az optikai alkatrészek mozgatását. A kupola fedelét kívülről befelé az alábbiak készítik:
A távcsövet hét műszer működtetésére tervezték. Ban ben2014. december, megfelelő finanszírozás hiányában, csak hárman indítják el a gyártást:
Az EAGLE eszköz (rendkívül nagy teleszkóp adaptív optika a GaLaxy Evolution eszközhöz), az E-ELT infravörös spektrométerének 3D rajza .
OPTIMOS - DIORAMAS.
A következő eszközöket nem finanszírozzák: 2014. december és nem lépte túl a tanulmányi szakaszt:
Funkció | MICADO | HARMONI | NYOLCAD VÉR | Nem meghatározott | Nem meghatározott | Nem meghatározott | Nem meghatározott |
---|---|---|---|---|---|---|---|
típus | Infravörös kamera közelében | Látható és közeli infravörös spektrográf | Közepes infravörös képalkotó spektrográf | ||||
Hullámhosszak | 0,8–2,4 µm | 0,47–2,45 µm | 3–20 μm | ||||
Térbeli felbontás | 6-12 ív milliszekundum | 3,3-16 mas | - | ||||
Spektrális felbontás | R ~ 8000 | R = 3000 - 7500 - 20 000 | Alacsony felbontás (R <1000) L, M, N sávokban közepes felbontás (R <10 000) N sávokban nagy felbontás (R ~ 100 000) IFU L, M sávokban |
||||
Működési | 2024 | 2024 | > 2025 |
A Cerro Armazones , amelynek tetején az E-ELT épül, egy 3060 méteren csúcsosodó hegy , az észak- chilei Atacama-sivatag középső részén található . A helyszín körülbelül 130 km-re délre található Antofagasta kikötőjétől és körülbelül 20 km- re Cerro Paranaltól, ahol az ESO legfontosabb optikai műszere, a VLT található . A helyszín éghajlati jellemzői miatt különösen kedvező hely a csillagászati megfigyelésekhez. Az éghajlat száraz, évi 100 mm átlagos csapadékmennyiség és 15% -os átlagos relatív páratartalom. Ezek a feltételek lehetővé teszik, hogy évi 320 tiszta éjszakát élvezhessen. A szél főleg északról és szinte soha keletről fúj, átlagos sebessége 7 m / s . A levegő hőmérséklete -15 és + 25 ° C között van . Az átlagos éjszakai hőmérséklet 9 ° C átlagos szezonális változások a +/- 1,5 ° C . Az átlagos különbség a hőmérséklet nappal és éjszaka 4 ° C-on . Éjszaka a hőmérséklet átlagosan 0,3 ° C / óra 10 órán át változik .
Számos más helyszínt vizsgált a kiválasztási bizottság:
Ezen helyszínek közül számos olyan megfigyelési körülményeket élvez, amelyek majdnem olyan jóak, mint a Cerro Armazoneséi. Két tényező járt az utóbbi mellett: logisztikai szempontból a távcső integrált irányításának lehetősége a közvetlen szomszédságában elhelyezkedő VLT-vel, és tudományos szinten a szinergia a régióban telepített többi jelentős ESO-eszközzel: ALMA és a VLT.
Az E-ELT működési költségeit évi 50 millió euróra becsülik, beleértve a meglévő műszerek fejlesztéséhez és újak gyártásához szükséges beruházásokat, valamint a távcső kezelését a garchingi telephelyről.
Művészi éjszakai kilátás az E-ELT távcsőre.
Az E-ELT körüli gigantikus szerkezet modellje.
Nagyon hosszú expozíciós fénykép az éjszakai égboltról a Cerro Armazones helyszínén, ahol az E-ELT-t telepítik.