Erittäin suuri teleskooppi • ELT
Jättiläinen eurooppalainen kaukoputkiOrganisaatio | Euroopan eteläinen observatorio (ESO) |
---|---|
Operaattori | Euroopan eteläinen observatorio |
Tyyppi | Nasmyth-teleskooppi , infrapuna-teleskooppi , optinen teleskooppi ( sisään ) , jättiläinen teleskooppi |
Ensimmäinen valo | Alkaen 2025 |
Korkeus | 3060 m |
Tarkkailuaika käytettävissä | 320 yötä vuodessa |
Sijainti | Cerro Armazones ( Atacaman autiomaa , Chile ) |
Osoite | Chile |
Yhteystiedot | 24 ° 35 '21' 'eteläinen, 70 ° 11' 30 '' läntistä pituutta |
Verkkosivusto | www.eso.org/public/teles-instr/elt |
E-ELT | 39,3 m heijastin |
---|
Euroopan Giant Telescope , vuonna Englanti Extremely Large Telescope ( ELT ; entinen European Extremely Large Telescope , E-ELT ), on maanpäällinen kaukoputki , osa sarjan kolme jättiläinen kaukoputkia rakenteilla, jotka vihitään käyttöön2025. Rakennettiin Euroopan eteläinen observatorio (ESO), sen pitäisi mahdollistaa merkittäviä edistysaskeleita alalla tähtitieteen ansiosta pääpeilin, jonka halkaisija on 39 metriä.
Se sijaitsee Pohjois- Chilessä , on Cerro Armazones (3060 metriä merenpinnan yläpuolella), joka on osa Costa Cordillera (keskus- Andeilla) ja kaksikymmentä kilometriä itään Cerro Paranalin , sivusto neljästä kaukoputket on ESO VLT . Voidakseen tehdä ratkaisevia läpimurtoja, kuten tarkkailla ensimmäisiä galakseja tai eksoplaneettoja, se pystyy keräämään viisitoista kertaa enemmän valoa kuin VLT , mikä tekee siitä maailman tehokkaimman teleskoopin.
Erittäin suuren teleskoopin rakentamisen taustalla olevat motivaatiot on tiivistetty ensimmäisessä aihetta koskevassa Euroopan eteläisen observatorion (ESO) tutkimuksessa:
Vuodesta 1998 lähtien Euroopan eteläinen observatorio (ESO) on tehnyt suunnittelututkimuksia jättiläiselle teleskoopille, jonka halkaisija on yli 100 metriä. Ensimmäiset valtavan suuren teleskoopin (OWL) toteutettavuustutkimukset eivät ole kovin perusteellisia. Mutta vähitellen projekti saa vauhtia. Joulukuussa 2004 ESO: n neuvosto päätti saattaa käynnissä olevat tutkimukset nopeasti päätökseen vedoten suurelta osin sisäiseen asiantuntemukseensa, mutta myös teollisuuden ja tiedeyhteisön mielipiteisiin, jotta paneeli arvioisi hankkeen vuoden 2005 lopussa. kansainvälisten asiantuntijoiden kanssa. Suunnitellussa teleskoopissa on ensisijainen peili, jonka halkaisija on 100 metriä ja jonka keräyspinta on 6000 m 2 . Teknisen toteutettavuuden lisäksi tutkimuksen tavoitteena on muuttaa siihen asti ensisijaisen peilin kustannusten ja halkaisijan (D) suhdetta, jota säätelee laki D 2.6 (D- teho 2.6), siirtämällä se kohtaan D 1.4 . Tutkimusraportissa on OWL Blue-kirja-projektia on julkaistuLokakuu 2005. Se vahvistaa teknisen mahdollisuuden rakentaa suunnitellun kokoinen observatorio. Asiantuntijapaneeli kuuli vuonnamarraskuu 2005antaa myönteisen lausunnon aluksen tärkeimmistä teknisistä innovaatioista, jotka koostuvat ainakin yhden mukautuvan peilin asettamisesta teleskooppiin. Komissio kuitenkin tunnistaa useita teknisiä riskejä: segmentoidun M2-peilin ja voimakkaasti asfäärisen M4-peilin käyttö, laserohjausjärjestelmä, joka ei sovi peilin kokoon. Ottaen huomioon nämä riskit ja kustannukset (arviolta 1,2 miljardia euroa), jotka ylittävät ESOn taloudellisen kapasiteetin suunnitellulle kaudelle (2008–2020), asiantuntijapaneeli neuvoo sen sijaan kehittämään vaatimattomamman teleskoopin, jossa on peili halkaisijaltaan kolmekymmentä-kuusikymmentä metriä, kun otetaan huomioon, että tämäntyyppiseen hankkeeseen liittyvää monimutkaisuutta ja budjetin kulkeutumista voitaisiin paremmin hallita.
Joulukuussa 2005 projekti, joka kastettiin uudessa muodossaan E-ELT ( Euroopan erittäin suuri teleskooppi ), aloitti kansainvälisen tähtitieteellisen yhteisön kuulemisen vaiheen, jonka tarkoituksena oli määritellä kaukoputken yksityiskohtaiset ominaisuudet. Viisi työryhmää muodostetaan määrittelemään kaukoputken eri ominaisuudet: tieteellisten tavoitteiden tunnistaminen, instrumenttien valinta, implantointipaikan valinta, teleskoopin arkkitehtuuri ja adaptiivisen optiikan tutkimus . Kesällä 2006 kunkin ryhmän raportit toimitetaan ESO: lle. Nämä raportit neuvoo, että ELT pystyy havaitsemaan näkyvällä ja infrapuna-alueella . 1. st Kesäkuu 2006, Jason Spyromilio nimitetään E-ELT projektijohtaja. 11. joulukuuta 2006, ESO: n jäsenet päättävät käynnistää alustavat tutkimukset E-ELT: n rakentamiseksi. Peilin odotettavissa oleva halkaisija on 39 metriä, ja laitteen kokonaiskustannuksiksi arvioidaan 800–1 miljardia euroa.
Sisään maaliskuu 2010, valintalautakunta päättää rakentaa E-ELT: n Cerro Armazonesin huipulle, hieman alle 3000 metriä merenpinnan yläpuolelle. Sivusto sijaitsee noin 20 kilometrin päässä Cerro Paranalista, jossa on jo ESO: n lippulaiva VLT . Tälle Pohjois- Chilessä Atacaman aavikolla sijaitsevalle alueelle on ominaista sekä äärimmäinen kuivuus että erittäin matala pilvisyys, mikä mahdollistaa erittäin laadukkaat havainnot muutamalla meteorologiaan liittyvällä keskeytyksellä. Valittu paikka oli aiemmin ennalta varattu E-ELT: n amerikkalaisen vastapuolen, 30 metrin teleskoopin , rakentamiseksi, joka lopulta valitsi paikan Mauna Kealle Havaijin saaristossa . Jätettyjen kohteiden joukossa on Kanariansaarilla (Espanja) sijaitseva Roque de los Muchachos-observatorio, joka isännöi jo monia teleskooppeja, vaikka Espanja on tarjonnut maksaa 25% rakennuskustannuksista. Cerro Armazones sijaitsee 24 ° 35 '52' S, 70 ° 11 '46' W ja 2762 metrin korkeudessa. Täällä on jo observatorio, jota hoitavat pohjoisen katolisen yliopiston tähtitieteen instituutti ja Bochumin yliopiston tähtitieteen instituutti . ESO-neuvosto,26. huhtikuuta 2010virallisesti valittu Cerro Armazones -sivusto. 13. lokakuuta 2011Chilen ja ESO: n välillä allekirjoitettiin sopimus maan jakamisesta ja suojatun alueen luomisesta. Työn aloittaminen on suunniteltu vuodelle 2011 ja ensimmäiset toiminnot on suunniteltu 2020-luvun alkupuolelle.
9. joulukuuta 2011, Euroopan eteläisen observatorion (ESO: n neuvosto) hallitus hyväksyy talousarvion Cerro Armazonesin E-ELT-sivustolle johtavan valmistelutyön rahoittamiseksi ja joidenkin monimutkaisten optisten komponenttien kehittämisen aloittamiseksi. Tätä päätöstä edelsi allekirjoittanut ESO: n ja Chilen hallituksen välisen sopimuksen tulevan teleskoopin käyttämän maan lahjoittamisesta sekä pitkäaikaisen myönnytyksen suojellun alueen perustamiseksi sen ympärille ja Chilen hallituksen tuen observatorio. 11. kesäkuuta 2012ESO-neuvosto hyväksyy Garchingissa pitämässään kokouksessa E-ELT: n ja sen ensimmäisen instrumenttierän rakentamisen. Tienrakennus- ja tasoitustyöt alkoivat sinä vuonna. 28. lokakuuta 2013Chilen presidentti Sebastián Piñera toimittaa allekirjoitetut oikeudelliset asiakirjat, joissa virallistetaan Cerro Armazonesin ympäristössä sijaitsevan maan siirto ESO: lle E-ELT: n rakentamista varten.
ESO: n neuvosto kokoontuu 4. joulukuuta 2014kun taas E-ELT: n rakentamiseen varattu budjetti (1 083 miljoonaa euroa vuonna 2012) rahoitetaan vain 71 prosentilla. ESO: lla on kuitenkin sääntö, jonka mukaan yli 90 prosenttia budjetista vapautetaan yli kahden miljoonan euron työn käynnistämiseen. ESO odottaa erityisesti Puolan (jonka on saatettava rahoitettava osuus 78 prosenttiin) ja Brasilian, jonka on maksettava ESO: n talousarvioon kymmenen vuoden ajan 190 miljoonaa euroa , jäsenyyden päättymistä seuraavana, mutta jonka ratifiointivaihe viivästyy. Vuodeksi 2024 asetetun määräajan noudattamiseksi ESO päätti joulukuussa jakaa kaukoputken toimituksen kahteen vaiheeseen, joista ensimmäinen liittyy supistettuun soveltamisalaan, jotta työ voidaan aloittaa samalla kun noudatetaan 90 prosentin budjettisääntöä. Seuraavat osat siirretään vaiheeseen II:
Urakkasopimuksen voitti italialaisten yritysten ryhmä Astaldi rakennustöistä ja Cimolai SpA koko metallirakenneosasta ja kupolista.
Cerro Armazonesin observatorion alustan maanrakennustyöt alkavat 19. kesäkuuta 2014.
Rakennuksen ensimmäinen kivi asetettiin 26. toukokuuta 2017Chilen presidentti Michelle Bachelet .
Sisään Toukokuu 2018, rakennusten perustukset alkavat.
E-ELT auttaa tarjoamaan vastauksia moniin kysymyksiin, jotka edellyttävät suorituskykyä parempia kuin nykyiset instrumentit:
Kanssa sen pääpeilin 39 metriä halkaisijaltaan ja 1116 m 2 alueella, E-ELT on valtava edistysaskel verrattuna kaikkiin olemassa olevien suurten teleskooppi, kuten edellinen ESO saavutus, VLT joka koostuu 4 kaukoputket 8,2 metriä halkaisijaltaan. Kuten kaikki suuret teleskoopit, E-ELT on Nasmyth- tyyppistä, ts. Se on Cassegrain-tyyppinen teleskooppi, joka käsittää ylimääräisen kolmannen peilin, joka heijastaa valoa sivusuunnassa. Ottaen huomioon sen painon optiikkaa kantaa atsimutaalinen kiinnike, joka mahdollistaa teleskoopin suuntaamisen atsimuutissa ja korkeudessa.
E-ELT-kupolin korkeus on noin 79 metriä ja halkaisija 86 metriä, mikä tekee siitä kaikkien aikojen suurimman teleskooppia varten rakennetun kupolin.
E-ELT-teleskoopin rakenteen on, kokoonpanon valtavasta massasta (2800 tonnia) huolimatta, tarjottava riittävän jäykkä tuki pääpeilille, sallittava instrumentin osoittaminen 1 kaarisekunnin tarkkuudella ja kohteen seuranta tarkkuudella 0,3 kaarisekuntia. Rakenteen on myös rajoitettava toissijaisen peilin sijaintipoikkeamien amplitudia ja taajuutta ensisijaisen peilin suhteen. Rakenne koostuu kahdesta osakokoonpanosta:
Peilien koon lisäksi E-ELT eroaa nykyisistä suurista teleskoopeista asettamalla kaksi mukautuvaa optiikkapeiliä . Se sisältää viisi peiliä:
Suuret teleskoopit vaativat mukautuvaa optiikkaa ennätystarkkuuksiensa saavuttamiseksi ilmakehän aiheuttamista turbulensseista huolimatta. Adaptiivista optiikkaa ei sijoiteta kaukoputken taakse, vaan se on osa sitä, mikä yksinkertaistaa instrumentointia ja mahdollistaa rakenteen värähtelyjen integroinnin. Reaaliajassa korjaava laite on erityisen tehokas E-ELT: n tapauksessa: adaptiivisen optisen peilin M4 halkaisija on 2,4 metriä VLT: n kohdalla 11,5 cm ja se sisältää 5200 toimintapistettä 185: tä vastaan VLT: n kohdalla.
MAORY-adaptiivinen optiikka ( Multi-conjugate Adaptive Optics RelaY ) on suunniteltu toimimaan MICADO-kameran ja toisen määriteltävän instrumentin kanssa. Siinä käytetään kuutta laseria, jotka jäljittelevät keinotekoisia tähtiä ja arvioivat ilmakehän häiriöitä, sekä kahta muotoaan muuttavaa peiliä M4 ja M5, jotka vastaavat sisääntulevan valon korjaamisesta vastaavasti. M4-peili asetetaan 5200 toimilaitteeseen, jotka muuttavat sitä 1000 kertaa sekunnissa.
Neljä segmenttiä Saksassa kootusta ja testatusta E-ELT: n jättiläisen pääpeilistä .
Kaavio E-ELT: n M1-pääpeilistä (40m-luokka).
E-ELT: n tulevan M4-muotoisen peilin prototyyppi.
E-ELT: n M4-peilin osan prototyyppi.
Kuten kaikkia suuria teleskooppeja, E-ELT: tä ympäröi kupoli, joka suojaa sitä huonolta säältä ja suojaa optiikkaa auringolta päivällä. Useita arkkitehtuureja tutkittiin, mutta lopulta tehtiin klassinen valinta. Lähes puolipallon muotoinen E-ELT-kupu on sijoitettu pyöreälle betonialustalle, noin 10 metriä korkealle, jolle se liikkuu kahden kiinteään teliin sijoitetun kiskon kautta seuraamaan instrumentin liikkeitä. Kaksi pyöristettyä ovea avautuu sivusuunnassa havaintojen mahdollistamiseksi. Eritelmissä täsmennetään, että kupolin on pystyttävä pyörimään viiden minuutin kuluessa edellyttäen, että teleskooppi hankkii uuden kohteen, joka asettaa pyörimisnopeuden 2 ° sekunnissa (lineaarinen nopeus 5 km / h ). Kupolin koko ja muoto mahdollistavat teleskoopin täydellisen pyörimisen itsessään, joko auki tai kiinni, ilman esteitä. Aukon avulla teleskooppi voidaan suunnata zenitistä 20 °: n korkeuteen horisontin yläpuolelle.
Kupolin halkaisija on 86 metriä ja se nousee 74 metriin maanpinnan yläpuolelle. Kaksi ovea avaa 45,3 metriä leveän aukon. Peilien suojaamiseksi tuulelta kahdesta liikkuvasta paneelista koostuva tuulilasi mahdollistaa aukon sulkemisen suhteissa, jotka riippuvat teleskoopin osoittaman pisteen korkeudesta. Suljettu kupu on suljettava sekä sateelta että ilmalta. Jälkimmäisessä tapauksessa tavoitteena on vähentää niiden ilmastointilaitteiden tehoa, joiden tehtävänä on saattaa optiikan lämpötila takaisin yön lämpötilaan (kapasiteetti: alenna lämpötilaa 10 ° C 12 tunnissa), mutta joilla on myös merkitys optiikan puhtauden ylläpitämisessä. Kupolissa ja pohjassa olevat kaiteet mahdollistavat ilmanvaihdon ulko- ja sisäpuolen välillä, kun ovet ovat kiinni.
Rakenne | Elementti | Massa |
---|---|---|
Kiinteä osa | Kupolin konkreettiset perustukset | 17000 tonnia |
Teleskoopin betonialustat | 18500 tonnia | |
Pääsyrakenteet ja -välineet | 117 tonnia betonia 392 tonnia terästä | |
Apurakennukset | 7200 tonnia betonia, 377 tonnia terästä, 168 tonnia kattoa | |
Telit tukevat kupolia | 805 tonnia | |
Mobiili osa | Kupoli | 3329 tonnia |
Vasen ovi | 398 tonnia | |
Oikea ovi | 436 tonnia | |
Tuulilasi | 593 tonnia |
Kupoli koostuu päärakenteesta, joka käsittää renkaan pohjassa, kaksi kaaria oven kummallakin puolella, sekä oven aukon takana sijaitsevan kohtisuoran kaaren ja kupolin pintaa ristikkäisistä palkeista koostuvan toissijaisen rakenteen. Toissijainen rakenne tukee kulkutietä, jotka kulkevat kupolin sisäpuolella kolmessa eri korkeudessa, jotta se voidaan huoltaa. Kaksi 20 tonnin nosturia, jotka on kiinnitetty toisiinsa kohtisuoraan kaareen toissijaiseen rakenteeseen, sallivat instrumenttien ja optisten komponenttien liikkumisen. Kupolin kansi on valmistettu ulkopuolelta sisäpuolelle seuraavasti:
Teleskooppi on suunniteltu toimimaan seitsemällä instrumentilla. Sisäänjoulukuu 2014Riittävän rahoituksen puuttuessa valmistus aloitetaan vain kolmelle:
3D piirustus EAGLE välineen (Erittäin suuri teleskooppi Adaptiivinen optiikka Galaxy Evolution väline), joka on infrapuna- spektrometri E-ELT.
OPTIMOS - DIORAMAS.
Seuraavia instrumentteja ei rahoiteta joulukuu 2014 eikä ylittänyt tutkimusvaihetta:
Ominaisuus | MICADO | HARMONI | METIS | Ei määritelty | Ei määritelty | Ei määritelty | Ei määritelty |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Tyyppi | Lähellä infrapunakameraa | Näkyvä ja lähellä oleva infrapunaspektrografi | Keskikokoinen infrapunakuvausspektrografi | ||||
Aallonpituudet | 0,8–2,4 um | 0,47-2,45 um | 3–20 μm | ||||
Spatiaalinen resoluutio | 6-12 kaaren millisekuntia | 3,3-16 mas | - | ||||
Spektrin resoluutio | R ~ 8000 | R = 3000 - 7500 - 20 000 | Matala resoluutio (R <1000) L, M, N-kaistoilla keskiresoluutio (R <10000) N-kaistoilla korkea resoluutio (R ~ 100,000) IFU L, M-kaistoilla |
||||
Operatiivinen | 2024 | 2024 | > 2025 |
Cerro Armazones jonka päällä E-ELT on rakennettu on vuori korkeimmillaan klo 3060 metriä sijaitsee keskiosassa Atacaman autiomaassa Pohjois Chilessä . Alue on noin 130 km etelään Antofagasta satamasta ja noin 20 km päässä Cerro Paranalista, jossa sijaitsee ESO: n tärkein optinen instrumentti, VLT . Alueen ilmastolliset ominaisuudet tekevät siitä erityisen suotuisan paikan tähtitieteellisiin havaintoihin. Ilmasto on kuiva, keskimääräinen sademäärä 100 mm vuodessa ja keskimääräinen suhteellinen kosteus 15%. Näiden ehtojen avulla voit hyötyä 320 selkeästä yöstä vuodessa. Tuuli puhaltaa pääasiassa pohjoisesta ja melkein koskaan idästä ja sen keskinopeus on 7 m / s . Ilman lämpötila on välillä -15 ja + 25 ° C: ssa . Keskimääräinen yölämpötila on 9 ° C , jonka keskimääräinen vaihtelut eri +/- 1,5 ° C: ssa . Keskimääräinen ero lämpötilojen päivä ja yö on 4 ° C: ssa . Yöllä lämpötila vaihtelee keskimäärin 0,3 ° C tunnissa 10 tunnin aikana.
Valintalautakunta tutki useita muita paikkoja:
Useat näistä paikoista hyötyvät havainto-olosuhteista, jotka ovat melkein yhtä hyviä kuin Cerro Armazonesin. Kaksi tekijää toimi viimeksi mainitun hyväksi: logistisesta näkökulmasta teleskoopin integroidun hallinnan mahdollisuus välittömässä läheisyydessä sijaitsevan VLT: n kanssa ja tieteellisellä tasolla synergia muiden alueella asennettujen tärkeimpien ESO-laitteiden kanssa: ALMA ja VLT.
E-ELT: n käyttökustannuksiksi arvioidaan 50 miljoonaa euroa vuodessa, mukaan lukien investoinnit, jotka ovat tarpeen olemassa olevien laitteiden parantamiseksi ja uusien valmistamiseksi, sekä kaukoputken hallinta Garchingin työmaalta.
Taiteellinen yönäkymä E-ELT-kaukoputkesta.
E-ELT: tä ympäröivän jättimäisen rakenteen malli.
Erittäin pitkä valotusvalokuva yötaivaasta Cerro Armazones -sivustolla, johon E-ELT asennetaan.