نصب آینه دوم روبین: همه چیزهایی که باید بدانید

ساخت رصدخانه Vera C. Rubin با نصب موفقیت آمیز آینه ثانویه آن به قطر ۳.۵ متر به تازگی از یک نقطه عطف بزرگ عبور کرده است. رصدخانه اکنون یک گام به اولین نور در سال ۲۰۲۵ نزدیکتر شده است، زمانی که بررسی میراث فضا و زمان (LSST) را آغاز خواهد کرد: ماموریتی برای تصویربرداری مکرر از کل آسمان، با وضوح بالا، برای ایجاد یک رکورد تایم لپس از کیهان

ساخت رصدخانه Vera C. Rubin (https://rubinobservatory.org/) در شیلی با نصب موفقیت‌آمیز مجموعه آینه‌ای ثانویه، از نقطه عطف مهمی عبور کرده است. آینه محدب ۳.۵ متری اولین جزء نوری دائمی است که در تلسکوپ نقشه برداری سیمونی ادغام شده است. انتظار می رود که ساخت و ساز تا سال ۲۰۲۵ تکمیل شود، زمانی که نور اول را به دست آورد. در حالت تکمیل شده خود، عملاً بزرگترین دوربین دیجیتال در جهان خواهد بود که برای انجام بررسی میراث فضا و زمان (LSST) ساخته شده است، پروژه ای برای ایجاد یک نمای تایم لپس ده ساله از کل آسمان جنوبی.

این آینه از شیشه Corning® ULE® (شیشه انبساط فوق العاده کم) ساخته شده است و توسط Corning Advanced Optics در کانتون، نیویورک ساخته شده است. پس از تحویل در سال ۲۰۰۹، به مدت پنج سال در دانشگاه هاروارد نگهداری شد. پس از این، L3Harris Technologies، در روچستر، نیویورک، به کار تکمیل و پرداخت آینه پرداخت. آنها تکنیک های جدیدی را برای کار با آینه توسعه دادند، زیرا از نظر فنی کار کردن با چنین آینه محدب بزرگی با تحمل دقیق لازم بسیار دشوار است. آنها همچنین مجموعه سلولی آینه را طراحی و ساختند که دارای قابلیت اپتیک تطبیقی ​​است. این سلول روی یک صفحه محکم فولادی ساخته شده است و دارای ۷۲ محرک محوری و شش محرک مماس است. اینها به ساختار پشتیبان اجازه می‌دهند که با حرکت تلسکوپ دائماً تنظیم شود و اثر اعوجاج وزن خود را جبران کند تا آینه دقیقاً در همیشه شکل درست بماند.

در سال ۲۰۱۸، مجموعه آینه و سلول به سایت رصدخانه در شیلی ارسال شد. در بدو ورود، روکش نقره ای به آن داده شد. آینه‌های تلسکوپ معمولاً با آلومینیوم پوشانده می‌شوند که سخت‌تر و کمتر مستعد کدر شدن است و بنابراین نیازی به تجدید مکرر ندارد. اما تلسکوپ نقشه برداری Simonyi در رصدخانه Vera C. Rubin از نقره (به دلیل انعکاس برتر آن) همراه با یک پوشش محافظ استفاده می کند تا آن را از اکسیژن اتمسفر دور کند و عمر پوشش را افزایش دهد. پس از نقره‌کاری، دوباره در ظرف خود مهر و موم شد تا زمانی که ساخت و ساز به نقطه‌ای برسد که تلسکوپ برای آن آماده شود، و ذخیره شود. سرانجام، در جولای ۲۰۲۴، مجموعه کامل در تلسکوپ نصب شد و با الکترونیک کنترل آن یکپارچه شد.

ساندرین توماس، معاون ساخت رصدخانه روبین، گفت: کار دوباره با آینه بعد از پنج سال بسیار هیجان‌انگیز است، زیرا واقعاً احساس می‌کنیم که در خانه هستیم. گامی هیجان انگیز با روبین به علم انقلابی نزدیک تر شد.

آینه‌های تلسکوپ‌های رصدخانه باید قابل جابجایی باشند تا بتوان آن‌ها را تمیز کرد و گهگاه دوباره روی سطح آن‌ها قرار داد. اما این آینه های بزرگ بسیار سنگین هستند و اگر این همه شیشه رها شود فاجعه خواهد بود. به همین دلیل است که نصب و حذف با ماشین آلات تخصصی و پس از یک فرآیند مستند بسیار دقیق انجام می شود. برای نصب مجموعه آینه ثانویه، مهندسان تیم قله آن را روی یک گاری سفارشی بار کردند که آینه را به حالت عمودی می چرخاند. سپس در موقعیت ساختار تلسکوپ قرار گرفت و با دقت در جای خود پیچ ​​شد. پس از اتصال ایمن، الکترونیک وصل شد و سیستم کنترل نرم افزاری فعال شد.

چارلز کلارکسون، معاون رئیس‌جمهور و مدیر کل سیستم‌های تصویربرداری، فضا و هوابرد، گفت: “میراث ۵۵ ساله ما در طراحی و ساخت سیستم‌های نوری پیشرفته برای فضا و زمین با بزرگ‌ترین سیستم آینه ثانویه فعال جهان که برای رصدخانه روبین ساخته شده، ادامه دارد. با این نقطه عطف، ما به پیشبرد مرزهای علمی و ترسیم نقشه جهان مانند گذشته نزدیک‌تر هستیم و مشتاقانه منتظر کشفیات علمی آینده هستیم.”

مؤلفه بعدی که نصب می شود دوربین راه اندازی (ComCam) خواهد بود. این یک دوربین موقت است که برای آزمایش و یکپارچه سازی استفاده می شود. با ‘فقط’ ۱۴۴ مگاپیکسل، تنها کسری از اندازه دوربین LSST است. این اولین باری نیست که ComCam نصب می شود – در مراحل مختلف ساخت و ساز برای آزمایش اجزای مختلف، اطمینان از نصب صحیح آنها و کارکرد آنها همانطور که انتظار می رود با هم استفاده می شود. پس از اینکه ComCam کار خود را انجام داد، تیم روی یکپارچه سازی مجموعه آینه اولیه ۸.۴ متری و به دنبال آن دوربین LSST کار خواهد کرد.

رصدخانه Vera C Rubin به افتخار ستاره‌شناسی که برای اولین بار شواهد قانع‌کننده‌ای از ماده تاریک ارائه کرد، نامگذاری شد. او و همکارش بیش از ۶۰ کهکشان را مطالعه کردند تا سرعت چرخش آنها را اندازه بگیرند. در سال ۱۹۷۸، آنها دریافتند که همه این کهکشان‌ها خیلی سریع می‌چرخند: با توجه به مقدار ماده مرئی، آن‌ها نباید گرانش کافی برای جلوگیری از پرت شدن خود را داشتند. باید جرم نامرئی اضافی وجود داشته باشد و این کار اولین اثبات قانع کننده نظریه ماده تاریک بود.

تلسکوپ خود یک ابزار بررسی است: این تلسکوپ برای گرفتن تصاویر عمیق و میدان وسیع از آسمان، بسیار سریع طراحی شده است. طراحی تلسکوپ به آن اجازه می دهد تا با سرعت بسیار زیادی حرکت کند و از هدف به هدف در کوتاه مدت جابجا شود. با یک آینه اولیه ۸.۴ متری، بسیار حساس است و می تواند اجسام بسیار کم نور و دور را ببیند. اما همچنین دارای نسبت کانونی بسیار سریع f/1.234 است که به آن میدان دید بسیار گسترده‌ای می‌دهد و به آن اجازه می‌دهد نوردهی‌های بسیار سریع‌تری بگیرد.

هنگامی که دوربین LSST نصب می شود، تصاویری را با مساحت ۹.۶ درجه مربع می گیرد. هر تصویر از دو نوردهی ۱۵ ثانیه ای با وضوح ۳.۲ گیگاپیکسل ساخته می شود. با این سرعت می‌تواند هر ده روز یکبار از کل آسمان تصویربرداری کند و این روند را برای ده سال تکرار می‌کند. داده‌های به‌دست‌آمده، یک ویدیوی ده ساله از کل کیهان خواهد بود، که ۲۰ میلیارد کهکشان، ۱۷ میلیارد ستاره جدا شده و مدار حدود ۶ میلیون جرم در منظومه شمسی را رصد می‌کند!

برای اطلاعات بیشتر، بیانیه مطبوعاتی اصلی را در https://noirlab.edu/public/news/noirlab2419/ بخوانید.