Telescop extrem de mare • ELT
Telescop european gigant Impresia artistului despre Telescopul Giant European.Organizare | Observatorul European Sudic (ESO) |
---|---|
Operator | Observatorul European Sudic |
Tip | Telescop Nasmyth , telescop cu infraroșu , telescop optic ( în ) , telescop gigant |
Prima lumina | Din 2025 |
Altitudine | 3.060 m |
Timp de observare disponibil | 320 de nopți pe an |
Locație | Cerro Armazones ( deșertul Atacama , Chile ) |
Abordare | Chile |
Informații de contact | 24 ° 35 ′ 21 ″ S, 70 ° 11 ′ 30 ″ V |
Site-ul web | www.eso.org/public/teles-instr/elt |
E-ELT | Reflector de 39,3 m |
---|
Gigant Telescopul european , în limba engleză Extrem de Mare Telescope ( ELT , fostul European Extrem de Mare Telescope , E-ELT ), este un terestru telescop , o parte din seria de trei telescoape gigantice în construcție, care urmează să fie inaugurată în2025. Construit de Observatorul Sudic European (ESO), ar trebui să permită progrese majore în domeniul astronomiei datorită oglinzii sale primare cu un diametru de 39 de metri.
Acesta va fi situat în nordul Chile , pe Cerro Armazones (3.060 metri deasupra nivelului mării), care face parte din Costa Cordillera (Anzi centrali) și la douăzeci de kilometri est de Cerro Paranal , locul celor patru telescoape ale ESO VLT . Pentru a putea face progrese decisive, cum ar fi observarea primelor galaxii sau exoplanete, va putea colecta de cincisprezece ori mai multă lumină decât VLT , făcându-l cel mai puternic telescop din lume.
Motivațiile din spatele construcției unui telescop foarte mare sunt rezumate în primul studiu realizat de Observatorul Sudic European (ESO) pe această temă:
Din 1998, Observatorul European Sudic (ESO) a efectuat studii de proiectare pentru un telescop gigant cu o oglindă cu diametrul de peste 100 de metri. Primele studii de fezabilitate ale Telescopului copleșitor de mare (OWL) nu sunt foarte amănunțite. Dar, treptat, proiectul ia avânt. În decembrie 2004 , Consiliul ESO a decis să finalizeze rapid studiile în desfășurare, bazându-se în mare parte pe expertiza sa internă, dar și pe opinia industriei și a comunității științifice, cu scopul evaluării proiectului la sfârșitul anului 2005. de către un grup de experți internaționali. Telescopul preconizat are o oglindă primară cu un diametru de 100 de metri cu o suprafață de colectare de 6000 m 2 . Dincolo de fezabilitatea tehnică, obiectivul studiului este de a modifica raportul dintre cost și diametru (D) al oglinzii primare guvernate până atunci de o lege D 2.6 ( puterea D 2.6) prin trecerea la D 1.4 . Raportul de studiu al proiectului OWL Blue-Book este publicat înOctombrie 2005. Confirmă posibilitatea tehnică de a construi un observator de mărimea preconizată. Grupul de experți consultat înnoiembrie 2005oferă o opinie favorabilă principalelor inovații tehnice de la bord, constând în inserarea a cel puțin unei oglinzi adaptive în telescop. Dar comisia identifică mai multe riscuri tehnice: utilizarea unei oglinzi M2 segmentate și a unei oglinzi M4 puternic asferice, sistem de ghidare cu laser care nu se potrivește cu dimensiunea oglinzii. Având în vedere aceste riscuri și un cost (estimat la 1,2 miliarde EUR) care depășește capacitatea financiară a ESO pentru o construcție răspândită în perioada prevăzută (2008-2020), grupul de experți recomandă în schimb să dezvolte un telescop de dimensiuni mai modeste, cu o oglindă cu o diametru cuprins între treizeci și șaizeci de metri, având în vedere că complexitatea și derivația bugetară inerentă acestui tip de proiect ar fi mai bine controlate.
În decembrie 2005 , proiectul, botezat în noul său format E-ELT ( European Extremely Large Telescope ), a intrat într-o fază de consultare cu comunitatea astronomică internațională, având ca scop definirea caracteristicilor detaliate ale telescopului. Cinci grupuri de lucru sunt formate pentru a defini diferitele caracteristici ale telescopului: identificarea obiectivelor științifice, alegerea instrumentelor, selectarea locului de implantare, arhitectura telescopului și studiul opticii adaptive . În vara anului 2006 , rapoartele fiecărui grup sunt transmise la ESO. Aceste rapoarte recomandă ca ELT să poată observa în domeniul vizibil și în infraroșu . 1 st luna iunie anul 2006, Jason Spyromilio este numit director de proiect E-ELT. 11 decembrie 2006, membrii ESO decid să lanseze studiile preliminare pentru construcția E-ELT. Diametrul așteptat al oglinzii este de 39 de metri, pentru un cost total al dispozitivului estimat între 800 de milioane și un miliard de euro.
În martie 2010, comitetul de selecție decide să construiască E-ELT pe vârful Cerro Armazones la puțin mai puțin de 3000 de metri deasupra nivelului mării. Site-ul este situat la aproximativ douăzeci de kilometri de Cerro Paranal, care găzduiește deja instrumentul emblematic al ESO, VLT . Această regiune situată în deșertul Atacama din nordul Chile este caracterizată atât de secetă extremă, cât și de tulbure foarte scăzută, ceea ce permite observații de înaltă calitate, cu puține întreruperi legate de meteorologie. Locul ales fusese prevenit în trecut pentru construcția omologului american al E-ELT, Telescopul de treizeci de metri , care a selectat în cele din urmă un sit de pe Mauna Kea din arhipelagul Hawaii . Printre siturile rămase afară se află Observatorul Roque de los Muchachos situat în Insulele Canare (Spania), care găzduiește deja numeroase telescoape, deși Spania s-a oferit să plătească 25% din costul construcției. Cerro Armazones este situat la 24 ° 35 ′ 52 ″ S, 70 ° 11 ′ 46 ″ W și la o altitudine de 2.762 metri. Există deja un observator aici, administrat de Institutul de Astronomie al Universității Catolice din Nord și Institutul de Astronomie al Universității din Bochum . Consiliul ESO,26 aprilie 2010a selectat oficial site-ul Cerro Armazones. 13 octombrie 2011, a fost semnat un acord între Chile și ESO pentru alocarea terenurilor și crearea unei zone protejate. Începutul lucrărilor este programat pentru 2011, iar primele operațiuni sunt programate pentru începutul anilor 2020.
9 decembrie 2011, Consiliul de administrație al Observatorului European Sudic (Consiliul ESO), aprobă un buget pentru finanțarea lucrărilor pregătitoare pe drumul către situl E-ELT de la Cerro Armazones și pentru a începe dezvoltarea unor componente optice complexe. Decizia a fost precedată de semnarea unui acord între ESO și guvernul chilian privind donarea terenului ocupat de viitorul telescop și o concesiune pe termen lung pentru stabilirea unei zone protejate în jurul acestuia și sprijin din partea guvernului chilian pentru instalarea observatorul. 11 iunie 2012Consiliul ESO, la reuniunea sa din Garching , aprobă construcția E-ELT și primul său lot de instrumente. Lucrările de construcție și nivelare a drumurilor au început în acel an. 28 octombrie 2013, președintele Chile, Sebastián Piñera livrează documentele legale semnate care oficializează transferul către ESO a terenului situat în jurul Cerro Armazones pentru construcția E-ELT.
Consiliul ESO se întrunește în continuare 4 decembrie 2014în timp ce bugetul alocat construcției E-ELT (1.083 milioane EUR în 2012) este finanțat doar cu 71%. Cu toate acestea, ESO are o regulă care impune eliberarea a peste 90% din buget, astfel încât să fie lansate lucrări de peste două milioane de euro. ESO așteaptă în special finalizarea calității de membru al Poloniei (care trebuie să aducă partea finanțată la 78%) și al Braziliei, care trebuie să contribuie la bugetul ESO în valoare de 190 M € pentru cei zece ani. este în întârziere. Pentru a respecta termenul limită din 2024, ESO a decis în decembrie să împartă livrarea telescopului în două faze, dintre care prima se referă la un domeniu redus care permite lansarea lucrărilor, respectând în același timp regula bugetară de 90%. Următoarele elemente sunt reportate în faza II:
Contractul de lucrări a fost câștigat de grupul companiilor italiene Astaldi pentru lucrările de construcție și Cimolai SpA pentru întreaga parte a structurii metalice și cupola.
Încep lucrările de terasament pentru platforma observatorului de pe Cerro Armazones 19 iunie 2014.
Prima piatră a clădirii a fost așezată 26 mai 2017de președintele chilian Michelle Bachelet .
În Mai 2018, încep fundațiile clădirilor.
E-ELT vă va oferi răspunsuri la multe întrebări care necesită performanțe superioare celor ale instrumentelor existente:
Cu oglinda sa primară cu 39 de metri în diametru și 1.116 m 2 în suprafață, E-ELT este un salt uriaș în față comparativ cu toate telescoapele mari existente, inclusiv realizarea anterioară ESO, VLT constând din 4 telescoape de 8,2 metri în diametru. La fel ca toate telescoapele mari, E-ELT este de tip Nasmyth , adică este un telescop de tip Cassegrain care cuprinde o a treia oglindă suplimentară care reflectă lumina lateral. Ținând cont de greutatea sa, optica este purtată de o montură azimutală care face posibilă orientarea telescopului în azimut și în înălțime.
Domul lui E-ELT va avea aproximativ 79 de metri înălțime și 86 de metri în diametru, ceea ce îl face cea mai mare cupolă construită vreodată pentru un telescop.
Structura telescopului E-ELT trebuie, în ciuda masei enorme a ansamblului (2.800 tone) să ofere un suport suficient de rigid pentru oglinda primară, să permită orientarea instrumentului cu o precizie de 1 arc secundă și o urmărire a țintei cu o precizie de 0,3 arc secund. Structura trebuie, de asemenea, să limiteze amplitudinea și frecvența abaterilor de poziție ale oglinzii secundare față de oglinda primară. Structura este alcătuită din două subansamble:
Pe lângă dimensiunea oglinzilor sale, E-ELT diferă de telescoapele mari existente prin introducerea a două oglinzi optice adaptive . Include cinci oglinzi:
Telescoapele mari necesită optică adaptivă pentru a-și atinge rezoluțiile record, în ciuda turbulențelor atmosferice. Optica adaptivă nu este plasată în spatele telescopului, ci face parte din acesta, care simplifică instrumentarea și permite integrarea vibrațiilor structurii. Dispozitivul care corectează în timp real este deosebit de puternic în cazul E-ELT: oglinda optică adaptivă M4 are un diametru de 2,4 metri față de 11,5 cm pentru VLT și include 5200 puncte de acționare față de 185 pentru VLT.
Optica adaptativă MAORY ( Multi-conjugate Adaptive Optics RelaY ) este concepută pentru a funcționa cu camera MICADO și un al doilea instrument care urmează să fie definit. Folosește 6 lasere care simulează stele artificiale și vor evalua perturbările atmosferice și două oglinzi deformabile M4 și M5 responsabile de corectarea luminii primite în consecință. Oglinda M4 este plasată pe 5200 actuatoare care o deformează de 1000 de ori pe secundă.
Patru segmente ale oglinzii primare gigantice ale E-ELT au fost asamblate și testate în Germania .
Diagrama oglinzii primare M1 (clasa 40m) a E-ELT.
Prototipul viitoarei oglinzi deformabile M4 a E-ELT.
Prototipul unei părți a oglinzii M4 a E-ELT.
La fel ca toate telescoapele mari, E-ELT este înconjurat de o cupolă care îl protejează de intemperii și își protejează optica de soare în timpul zilei. Au fost studiate mai multe arhitecturi, dar în cele din urmă s-a făcut o alegere clasică. Cupola E-ELT, de formă aproape emisferică, este așezată pe o bază circulară din beton, de aproximativ 10 metri înălțime, pe care se rostogolește prin două șine așezate pe boghiuri fixe pentru a urmări mișcările instrumentului. Două uși rotunjite se deschid lateral pentru a permite observații. Specificațiile specifică faptul că cupola trebuie să poată roti în decurs de 5 minute prevăzute pentru achiziționarea de către telescop a unei noi ținte, care impune o viteză de rotație de 2 ° pe secundă (viteza liniară de 5 km / h ). Dimensiunea și forma cupolei permite rotația completă a telescopului pe sine, fie în poziție deschisă, fie închisă, fără nicio obstrucție. Deschiderea permite telescopului să fie îndreptat de la zenit la o înălțime de 20 ° deasupra orizontului.
Cupola are un diametru de 86 de metri și se ridică la 74 de metri deasupra solului. Cele două uși deschid o deschidere de 45,3 metri lățime. Pentru a proteja oglinzile de vânt, un parbriz format din două panouri mobile permite închiderea deschiderii în proporții care depind de înălțimea punctului vizat de telescop. Cupola în poziția închisă trebuie să fie etanșată atât împotriva precipitațiilor, cât și împotriva aerului. Obiectivul, în acest din urmă caz, este de a reduce puterea instalațiilor de aer condiționat a căror misiune este de a readuce temperatura optică înapoi la cea a nopții (capacitate: scade temperatura cu 10 ° C în 12 ore), dar care joacă, de asemenea, un rol în menținerea curățeniei opticii. Ferestrele amplasate în cupolă și pe bază permit, la cerere, să circule aerul între exterior și interior când ușile sunt închise.
Structura | Element | Masa |
---|---|---|
Piesa fixă | Fundații concrete ale domului | 17.000 de tone |
Fundațiile concrete ale telescopului | 18.500 tone | |
Structuri și echipamente de acces | 117 tone de beton 392 tone de oțel | |
Clădiri auxiliare | 7.200 tone de beton, 377 tone de oțel, 168 tone de acoperiș | |
Boghii care susțin cupola | 805 tone | |
Piesa mobilă | Dom | 3.329 tone |
Ușa din stânga | 398 tone | |
Ușa dreaptă | 436 tone | |
Parbriz | 593 tone |
Cupola este formată dintr-o structură primară cuprinzând un inel la bază, două arcuri de fiecare parte a ușilor, precum și un arc perpendicular situat în spatele deschiderii ușii și o structură secundară formată din grinzi care traversează suprafața cupolei. Structura secundară susține pasarele care înconjoară interiorul cupolei, la trei înălțimi diferite, pentru a permite întreținerea acesteia. Două macarale de 20 de tone, fixate una pe arcul perpendicular pe cealaltă pe structura secundară, permit deplasarea instrumentelor și a componentelor optice. Capacul cupolei este realizat din exterior în interior prin:
Telescopul este proiectat să acționeze șapte instrumente. Îndecembrie 2014, din lipsă de finanțare suficientă, producția este lansată doar pentru trei dintre ele:
Desen 3D al instrumentului EAGLE (telescop extrem de mare, optică adaptivă pentru instrumentul GaLaxy Evolution), un spectrometru în infraroșu al E-ELT.
OPTIMOS - DIORAMAS.
Următoarele instrumente nu sunt finanțate la decembrie 2014 și nu a depășit faza de studiu:
Caracteristică | MICADO | HARMONI | METIS | Nedefinit | Nedefinit | Nedefinit | Nedefinit |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Tip | Cameră aproape cu infraroșu | Spectrograf vizibil și în infraroșu apropiat | Spectrograf de imagistică cu infraroșu mediu | ||||
Lungimi de undă | 0,8-2,4 µm | 0,47-2,45 µm | 3–20 μm | ||||
Rezolutie spatiala | 6-12 arc milisecunde | 3.3-16 mase | - | ||||
Rezoluție spectrală | R ~ 8000 | R = 3000 - 7500 - 20.000 | Rezoluție scăzută (R <1000) în benzile L, M, N rezoluție medie (R <10.000) în N benzi rezoluție înaltă (R ~ 100.000) IFU în benzile L, M |
||||
Operațional | 2024 | 2024 | > 2025 |
Cerro Armazones deasupra care este construit E-ELT este un nivel maxim de munte la 3.060 de metri situat în partea centrală a deșertul Atacama din nordul Chile . Situl se află la aproximativ 130 km sud de portul Antofagasta și la aproximativ 20 km de Cerro Paranal, unde se află cel mai important instrument optic ESO , VLT . Caracteristicile climatice ale sitului îl fac un loc deosebit de favorabil pentru observații astronomice. Clima este uscată, cu o precipitație medie de 100 mm pe an și o umiditate relativă medie de 15%. Aceste condiții vă permit să beneficiați de 320 de nopți senine pe an. Vântul bate în principal dinspre nord și aproape niciodată din est, iar viteza sa medie este de 7 m / s . Temperatura aerului este cuprinsă între -15 și + 25 ° C . Temperatura medie de noapte este de 9 ° C , cu variații medii sezoniere de +/- 1,5 ° C . Diferența medie dintre temperaturile de zi și noapte este de 4 ° C . Noaptea, temperatura variază în medie cu 0,3 ° C pe oră pe o perioadă de 10 ore.
Mai multe alte site-uri au fost studiate de comitetul de selecție:
Mai multe dintre aceste site-uri beneficiază de condiții de observare aproape la fel de bune ca cele ale Cerro Armazones. Doi factori au jucat în favoarea acestuia din urmă: din punct de vedere logistic, posibilitatea unui management integrat al telescopului cu VLT situat în imediata apropiere și la nivel științific sinergia cu celelalte instrumente majore ESO instalate în regiune: ALMA și VLT.
Costul de funcționare al E-ELT este estimat la 50 de milioane de euro pe an, incluzând investițiile necesare pentru îmbunătățirea instrumentelor existente și fabricarea altora noi, precum și gestionarea telescopului de pe site-ul Garching.
Vedere artistică de noapte a telescopului E-ELT.
Modelul structurii gigantice care înconjoară E-ELT.
Fotografie de expunere foarte lungă a cerului de noapte pe site-ul Cerro Armazones unde va fi instalat E-ELT.