Jätte Magellan-teleskopet
 Konstnärens återgivning av Giant Magellan Telescope
| |
| Alternativa namn | GMT |
|---|---|
| Del av |
Las Campanas observatorium 
|
| Plats(er) | Vallenar , Trehuaco, Huasco-provinsen , Atacama-regionen , Chile |
| Koordinater | Koordinater : |
| Höjd över havet | 2 516 m (8 255 fot) |
| Våglängd | 320 nm (940 THz)–25 000 nm (12 THz) |
| Byggd | 2015–2025 |
| Teleskop stil |
Gregorian teleskop optiskt teleskop föreslagen enhet
|
| Diameter | 25,448 m (83 fot 5,9 tum) |
| Sekundär diameter | 3,2 m (10 fot 6 tum) |
| Vinkelupplösning | 0,01 bågsekund
|
| Uppsamlingsområde | 368 m 2 (3 960 sq ft) |
| Brännvidd | 18 202,7 m (59 fot 1 tum, 665 fot 0 tum) |
| Montering |
altazimutfäste
|
| Hemsida |
|
  Plats för Giant Magellan Telescope | |
 Relaterade medier på Commons
| |
Giant Magellan Telescope ( GMT ) är ett markbaserat extremt stort teleskop under uppbyggnad, som en del av US Extremely Large Telescope Program ( US-ELTP ), från och med 2022. Det kommer att bestå av sju 8,4 m (27,6 fot) diameter primära segment, som kommer att observera optiskt och nära infrarött (320–25000 nm) ljus, med upplösningsförmågan hos en 24,5 m (80,4 fot) primärspegel och uppsamlingsyta motsvarande en 22,0 m (72,2 fot), vilket är cirka 368 kvadrat. meter. Teleskopet förväntas ha en upplösningsförmåga som är 10 gånger högre än Hubble-rymdteleskopet och fyra gånger så stor som James Webb-rymdteleskopet, även om det inte kommer att kunna avbilda i samma infraröda frekvenser som är tillgängliga för teleskop i rymden. Från och med maj 2021 har sex speglar gjutits och bygget av toppmötesanläggningen har påbörjats.
Totalt sju primärspeglar är planerade, men den kommer att börja fungera med fyra. Projektet USD leds av USA i samarbete med Australien, Brasilien och Sydkorea, med Chile som värdland.
Webbplats
Platsen för teleskopet är Las Campanas observatorium , som också är platsen för Magellan-teleskopen , cirka 115 km (71 mi) nordnordost om La Serena, Chile och 180 km (112 mi) söder om Copiapó, Chile , vid en höjd på 2 516 m (8 255 fot). Platsen har valts till det nya instrumentets plats på grund av dess enastående astronomiska utsikt och det klara vädret under större delen av året. På grund av glesheten med befolkningscentra och andra gynnsamma geografiska förhållanden är natthimlen i större delen av den omgivande Atacamaöknenregionen inte bara fri från atmosfäriska föroreningar, utan dessutom är det förmodligen en av de platser som är minst påverkade av ljusföroreningar , vilket gör området till en av de bästa platserna på jorden för långtidsastronomiska observationer. Stora förberedelser av platsen började med den första sprängningen för att jämna ut bergstoppen den 23 mars 2012. I november 2015 påbörjades bygget på platsen, med en banbrytande ceremoni.
Utgrävningen för grunderna var klar i början av 2019. Från och med augusti 2022 är platsen klar för gjutning av grundens betong.
Speglar
Teleskopet kommer att använda sju av världens största speglar som primära spegelsegment, var och en 8,417 m (27,61 fot) i diameter. Dessa segment kommer sedan att arrangeras med en spegel i mitten och de andra sex arrangerade symmetriskt runt den. Utmaningen är att de yttre sex spegelsegmenten kommer att vara utanför axeln , och även om de är identiska med varandra, kommer de inte att vara individuellt radiellt symmetriska, vilket kräver en modifiering av de vanliga polerings- och testprocedurerna.
Speglarna konstrueras av University of Arizonas Steward Observatory Richard F. Caris Mirror Lab. Gjutningen av den första spegeln, i en roterande ugn , slutfördes den 3 november 2005, men slipningen och poleringen pågick fortfarande 6 1⁄2 år senare när den andra spegeln gjuts, den 14 januari 2012. Ett tredje segment gjuts i augusti 2013, den fjärde i september 2015, den femte 2017 och den sjätte 2021. Gjutningen av varje spegel använder 20 ton E6 borosilikatglas från Ohara Corporation i Japan och tar cirka 12–13 veckor. Efter att ha blivit gjutna behöver de svalna i ungefär sex månader.
Polering av den första spegeln slutfördes i november 2012. Eftersom detta var ett segment utanför axeln, behövde en lång rad nya optiska tester och laboratorieinfrastruktur utvecklas för att polera spegeln.
Avsikten är att bygga sju identiska off-axial speglar, så att en reserv är tillgänglig för att ersätta ett segment som målas om, en 1–2 veckors (per segment) process som krävs vart 1–2 år. Medan hela teleskopet kommer att använda sju speglar, är det planerat att börja arbeta med fyra speglar.
Den primära spegeluppsättningen som helhet kommer att ha ett brännvidd (brännvidd dividerat med diameter) på f/0,71. För ett enskilt segment – med en tredjedel av diametern – resulterar detta i ett brännvidd på f/2,14. Det totala fokalförhållandet för hela teleskopet kommer att vara f/8 och det optiska receptet är ett aplanatiskt gregorianskt teleskop . Som alla moderna stora teleskop kommer den att använda sig av adaptiv optik .
Forskare förväntar sig mycket högkvalitativa bilder på grund av den mycket stora bländaren och avancerad adaptiv optik. Bildupplösningen bör överstiga den för rymdteleskopet Hubble .
Stödstruktur
Teleskopstrukturen är en alt-azimut- design och den kommer att stå på en pir som är 22 meter i diameter.
I slutet av oktober 2019 meddelade GMTO undertecknandet av ett kontrakt med det tyska företaget MT Mechatronics (dotterbolag till OHB SE ) och Illinois-baserade Ingersoll Machine Tools , för att designa, bygga och installera GMT:s teleskopstruktur. Strukturen kommer att väga 1 800 ton utan speglar och instrument. Med speglar och instrument kommer den att väga 2 100 ton. Denna struktur kommer att flyta på en film av olja (50 mikron tjock), som stöds av ett antal hydrostatiska lager. Strukturen förväntas levereras till Chile i slutet av 2025.
Från och med augusti 2022 är byggandet av en 40 000 kvadratmeter stor anläggning vid Ingersoll Machine Tools i Rockford, Illinois för att bygga teleskopstrukturen färdig, med konstruktionen av teleskopstrukturen i väntan.
Vågfrontskontroll och adaptiv optik (AO)
De primära speglarna är inrymda i en "cell" som skyddar speglarna. Pneumatiska ställdon trycker på baksidan av de primära speglarna för att korrigera för effekterna av gravitation och temperaturvariationer på speglarna.
GMT:s adaptiva optiksystem kommer att byggas in i de sekundära speglarna som kommer att vara deformerbara. Adaptive Secondary Mirrors (eller ASM) består av en tunn glasskiva som är bunden till mer än 7000 oberoende styrda röstspolemanöverdon . Dessa ställdon kommer att kunna trycka och dra i speglarna över 1 000 gånger per sekund för att korrigera för vågfrontsförvrängningar som introduceras av turbulens i jordens atmosfär.
GMT kommer att ha flera typer av adaptiv optik. Ground layer AO tillåter korrigeringar över ett stort synfält (≥ 10 bågmin ). Natural Guide Star AO behövs för att producera diffraktionsbegränsade korrigeringar över ett litet synfält (20-30 bågsekunder ). Laser Tomography AO använder sex laserledstjärnor och en svag, naturlig ledstjärna för att utöka diffraktionsbegränsade korrigeringar till områden utan en ljus ledstjärna. Prestandan kommer att likna Natural Guide Star AO, men med reducerad kontrast.
Vetenskapliga instrument
De planerade första ljusinstrumenten är fyra instrument och ett fiberpositioneringssystem. Fiberpositioneringssystemet är nödvändigt på grund av GMT:s breda synfält. Med detta system är det möjligt att observera flera mål över hela fältet med en eller flera av spektrograferna.
- GMT-Consortium Large Earth Finder (G-CLEF) - en echellespektrograf för optiskt band
- GMT Multi-object Astronomical and Cosmological Spectrograph (GMACS) - en synlig multi-objekt spektrograf
- GMT Integral-Field Spectrograph (GMTIFS) - en nära IR IFU och AO imager
- GMT Near-IR-spektrograf (GMTNIRS) - en nära-IR-spektrograf
- The Many Instrument Fiber System (MANIFEST) - ett fibersystem för anläggningar
Dessutom kommer Commissioning Camera (ComCam) att användas för att validera Ground Layer Adaptive Optics- prestanda för GMT-anläggningens Adaptive Optics System.
Jämförelse
Giant Magellan Telescope är ett av en ny klass av teleskop som kallas extremt stora teleskop där varje design är mycket större än tidigare teleskop. Andra planerade extremt stora teleskop inkluderar Extremely Large Telescope och Thirty Meter Telescope .
| namn |
Bländardiameter (m) |
Uppsamlingsområde (m 2 ) |
Första ljuset |
|---|---|---|---|
| Extremt Large Telescope (ELT) | 39,3 | 978 | 2027 |
| Trettio meter teleskop (TMT) | 30 | 655 | 2027 |
| Giant Magellan Telescope (GMT) | 24.5 | 368 | 2029 |
| Southern African Large Telescope (SALT) | 11,1 × 9,8 | 79 | 2005 |
| Keck-teleskop | 10,0 | 76 | 1990, 1996 |
| Gran Telescopio Canarias (GTC) | 10.4 | 74 | 2007 |
| Very Large Telescope (VLT) | 8.2 | 50 | 1998-2000 |
| Anmärkningar: framtida datum för första ljuset är preliminära och kommer sannolikt att ändras. | |||
Organisationer
Projektet leds av USA i samarbete med Australien, Brasilien och Sydkorea, med Chile som värdland. Följande organisationer är medlemmar i konsortiet som utvecklar teleskopet.
- University of Arizona (Department of Astronomy and Steward Observatory)
- Arizona State University (School of Earth and Space Exploration (SESE))
- Astronomy Australia Limited
- Australian National University (Research School of Astronomy and Astrophysics)
- Carnegie observatorier
- University of São Paulo (São Paulo Research Foundation – FAPESP)
- Harvard University (gemensamt; Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA))
- Korea Astronomy and Space Science Institute (한국천문연구원) (KASI)
- Smithsonian Institution (gemensamt; Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA))
- Texas A&M University
- University of Texas i Austin (Institutionen för astronomi vid University of Texas i Austin)
- University of Chicago (Astronomy & Astrophysics Department vid University of Chicago)
Carnegie Observatories kontor i Pasadena har en kontur av GMT:s primära spegeluppsättning målad på sin parkeringsplats. Det är lätt att se i satellitbilder på . I januari 2018 WSP kontraktet att hantera byggandet av GMT.
Status för speglar
Det kommer att finnas totalt åtta primära spegelsegment: en central spegel, sex off-axis-segment och ett extra off-axis-segment som kommer att roteras till användning när varje segment rengörs och beläggs på nytt. Speglarna är gjorda av borosilikatglas och har en bikakestruktur under spegelytan. En adaptiv sekundärspegel är också designad för teleskopet. Teleskopet kommer att börja observera med endast fyra speglar: de centrala och tre off-axelsegmenten.
- Spegel 1, gjuten i oktober 2005, färdig i augusti 2012 med polering avslutad med en ytnoggrannhet på 19 nanometer RMS .
- Mirror 2, gjuten i januari 2012, färdigställd 2019.
- Mirror 3, gjuten i augusti 2013, tar för närvarande (augusti 2022) sista handen på sin polering och håller på att testas.
- Mirror 4, gjuten i september 2015. Detta är den centrala spegeln. För närvarande (mars 2021) är den bakre ytan polerad och har sina lastspridare installerade.
- Mirror 5, gjuten i november 2017.
- Mirror 6, gjuten i mars 2021. Det tar ungefär fyra år att färdigställa.
- Mirror 7, under planering, kommer att gjutas 2023.
- Spegel 8, planerad.
Den sekundära spegeln, som är en deformerbar spegel som har till uppgift att korrigera den atmosfäriska distorsionen av ljuset som samlas in av teleskopet, har 7 segment och 1,1 meter i diameter. Det första segmentet är under uppbyggnad från och med augusti 2022.
Se även
- Atacamaöknen
- Extremt stort teleskop
- Gran Telescopio Canarias
- Lista över största optiska reflekterande teleskop
- Lista över optiska teleskop
- Magellan-teleskop
- Trettio meter teleskop
externa länkar
- Giant Magellan Telescope hemsida
- Föreläsning av regissören Patrick McCarthy om teknologier bakom GMT
- Artikel från MITs nyhetsbyrå
- Ny Scientist- artikel om teleskopet
- COSMOS artikel om teleskopet
- Målad kontur av speglarna vid parkeringsplatsen för Observatories of the Carnegie Institution i Pasadena
- J. Rosenberg - Seeing Stars (2013) - Harvard Magazine
- J. Davis - Att göra speglar för Giant Magellan Telescope (2013) - The Planetary Society
