GMT第六个巨大镜面铸造上周已完成,现进入冷却阶段

据外媒报道,工程师们将在本世纪末完成巨型麦哲伦望远镜(GMT)的建造,届时它将成为世界上最强大的望远镜。它的观测能力将是哈勃太空望远镜的10倍,是詹姆斯·韦伯太空望远镜的4倍。尽管GMT的第六个巨大镜面的铸造约在一周前就开始了,但让它冷却到室温则还要两个月的时间。

之后,工作人员还需要花两年时间进行抛光,然后再用两年时间进行最后的收尾工作--包括在前表面涂上1000个原子厚的反光铝层。

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这是一个极其漫长的过程,由亚利桑那大学的Richard F. Caris镜子实验室完成。尽管这个项目始于2005年,但只有两个镜子已经完成并还在仓库中等待组装。镜子6号和其他3个镜面目前正处于生产过程的不同阶段。虽然GMT只需要7面镜子来观察,但实验室将制造第八个镜面作为备用,当其中一面镜子需要维护时,可以将其替换到望远镜中。

据了解 ,制作过程之所以漫长部分是因为这些是有史以来最大的镜子。每一个直径超27英尺,厚度超2英尺。尽管这些镜面很大,但它们有蜂巢状的结构,80%是空心的,比实心镜子轻得多。也就是说,每个单片需要20吨高纯、低膨胀的硼硅玻璃(E6玻璃)。蜂窝结构也提供了反射镜所需的刚度以抵抗望远镜移动时的弯曲和重力的影响。

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另一个导致长制作时间的因素是对抛光的要求。镜子的正面和背面都需要抛光,但反射面则必须非常精确。

GMTO公司在一份新闻稿中表示:“一旦冷却,镜面将要被抛光两年,直到光学表面精度达到不到人类头发宽度的千分之一,或比单个冠状病毒颗粒还要小五倍。”

尽管两年的时间对于打磨镜子来说似乎是很长的时间,但如果工程师要磨平镜面的曲率那就需要更长的时间。为了缩短施工时间,Richard F. Caris镜子实验室建造了世界上唯一的旋转炉。当玻璃被加热到2129华氏度,同时模具以每分钟5转的速度旋转。离心力将玻璃推向模具的边缘并创造出粗糙的抛物线曲率,这样镜子就需要节省大量的时间。

第七个镜面预计将于2023年铸造。到本世纪20年代末,所有的镜子都将被运往一个港口城市,很可能是休斯顿。从那里,他们将通过巴拿马运河沿着南太平洋海岸到达智利。等到那时,已经在建设中的天文台将做好安装镜面的准备。科学家们不必等到所有7个镜面都连接好后才开始观测--GMT只需要四个镜子就可以正常工作。

除了这个巨大的望远镜,天文台还将有宿舍以及完备的设施,这样科学家们就可以住在那里了。不过天文学家也可以远程访问该地点。据悉,整个项目将于2030年左右完工。

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