Reflektoru teleskopu būtiskākais elements – to mēdz dēvēt arī par teleskopa sirdi – ir galvenais spogulis, gaismu savācošā virsma. Nupat vēstījām, ka pabeigts Nensijas Greisas Romanas vārdā nosauktā kosmiskā teleskopa galvenais spogulis 2,4 metru diametrā un klāts ar sudrabu. 2,4 metri šķiet visai prāvs izmērs, taču tas nobāl iepretim šī stāsta varonim – Milzīgajam Magelāna teleskopam.
Kad tiks pabeigta, šī observatorija būs viena no ārkārtīgi lielo teleskopu (Extremely Large Telescopes) klases zvaigznēm. Šajā klasē ieskaita observatorijas ar optiskajiem teleskopiem, kuru primārajam spogulim diametrs pārsniedz 20 metrus. Salīdzinājumam – Habla teleskopam tie ir 2,4 metri, bet milzim Kanāriju salās – Lielajam Kanāriju teleskopam (GranTeCan) – galvenā spoguļa diametrs ir nedaudz vairāk par 10 metriem.
Taču tuvākajā desmitgadē sāksies jaunu atklājumu ēra astronomijā, citam pēc cita ierindā stājoties lieliem un ļoti lieliem optiskajiem teleskopiem – 2025. gadā Ārkārtīgi lielajam teleskopam (ELT) Čīlē ar spoguļa diametru 39,3 metri, 2027. gadā Trīsdesmit metru teleskopam (TMT) Havaju salās ar diametru 30 metri, kā jau liecina nosaukums, un visbeidzot Milzīgajam Magelāna teleskopam 2029. gadā, kura galvenā spoguļa diametrs ir 24,5 metri (vizualizācijā apakšā).
Taču, ja abu iepriekš minēto gigantu galvenie spoguļi sastāvēs no daudziem maziem segmentiem –ELT gadījumā 798 sešstūraini segmenti un TLT gadījumā 492 – tad Milzīgajam Magelāna teleskopam galveno spoguli veidos tikai septiņi segmenti – katrs iespaidīgā 8,4 metru diametrā. Izvietojums – viens spogulis centrā, seši apkārt. Tādējādi ražošana šajā gadījumā kļūst par ilgstošu (un runa ir par gadiem, nevis mēnešiem), pacietību prasošu un kļūdas nepiedodošu procesu.
Pirmā spoguļa pamats izliets jau 2005. gadā, bet šobrīd pabeigti ir divi, bet daļēji pabeigti vēl trīs no septiņiem. Sesto un septīto plānots izliet tuvākajos gados. Tas vēlreiz ļauj novērtēt, cik laikietilpīgs ir šāda teleskopa izstrādes process. Katra spoguļa izliešanai nepieciešamas aptuveni 18 tonnas augstas kvalitātes borsilikāta stikla, ko piegādā no Japānas.
Pats process (stikla izejmateriālu vienmērīga kausēšana) ilgst aptuveni trīs mēnešus īpašā rotējošā krāsnī. Visa masa vienmērīgi rotē, radot nepieciešamo simetrisko izliekumu centrā. Pēc tam visam veidojumam lēnām jāatdziest vēl sešus mēnešus. Nepieciešamās iekārtas šāda spoguļa ražošanai ir tik gigantiskas un specifiskas, kā arī nepieciešamas ļoti speficiskas zināšanas, tāpēc vairāku spoguļu vienlaicīga ražošana īsti nav iespējama. Tas viss notiek Arizonas universitātes paspārnē.
Kad galvenā forma izlieta, tā ir ļoti izturīga – pa to mierīgi var staigāt cilvēks, no spēja un asa trieciena ar cietu priekšmetu gan jāizvairās. Āmuru uz tā nomest nebūtu vēlams, izdevumam "Space.com" 2017. gadā komentēja astronoms Patriks Makārtijs, Lielā Magelāna teleskopa projekta viceprezidents.
Pēc tam nāk uzdevuma smalkā daļa – virsmas pulēšana. Lai iegūtie attēli būtu bez traucējumiem un artefaktiem, virsmai jābūt ārkārtīgi līdzenai. Un te ir runa par nevis mikrometriem, bet nanometriem. Virsmu pulē vairāk nekā pusotru gadu, sasniedzot precizitāti līdz pat 20 nanometriem. Salīdzinājumam – cilvēka mata diametrs vidēji ir ap 80 000 līdz 100 000 nanometru. Iespaidīgi, vai ne?
Turklāt simetriski paraboliski ieliekts būs tikai centrālais spogulis, savukārt apkārt esošajiem sešiem pulēšanas laikā būs jāpiešķir sarežģītas formas izliekums tā, lai tie gaismu atstarotu precīzi centrā, tādējādi darbojoties kā vienam lielam spogulim, nevis vienkārši septiņiem atsevišķiem segmentiem, kas novietoti blakus. Proti, to izliekums pēc pabeigšanas atgādinās ko līdzīgu kartupeļu čipsim vai zirgu segliem – kas tāds šādā mērogā iepriekš nav mēģināts, un arī speciālisti Arizonas universitātes Spoguļu laboratorijā sākotnēji nezināja, vai spēs ar šādu izaicinājumu tikt galā.
"Ar vienu piegājienu te galā netikt," izdevumam "Popular Mechanics" skaidro Arizonas universitātes optikas speciālists profesors Hūberts Mārtins. Lai pārliecinātos, vai darbs rit pareizā virzienā, gigantiskie spoguļi tiek mērīti ar 28 metrus augstā tornī ievietotiem lāzeriem (attēlā apakšā). Tornis ir strukturāli izolēts no apkārtējās vides ietekmes, lai mērījumus neietekmētu vibrācijas, kas rodas, piemēram, satiksmes rezultātā. Saprotams, ka šis process nav lēts – katra spoguļa izmaksas ir ap 20 miljoniem dolāru jeb teju 17 miljoniem eiro.
Tā kā spoguļi ir pārāk lieli, lai tos vestu ar lidmašīnu, to pārvešanai izmantos speciālus, vibrācijas absorbējošus konteinerus ar klimata kontroli, lai pārvešana varētu notikt pa ūdeni un pēc tam pa sauszemi līdz būvniecības vietai, kur top pats observatorijas korpuss (attēlā apakšā), kas bez instrumentiem un paša teleskopa svērs 1800 tonnu.
Atstarojošo pārklājumu, kas šajā gadījumā būs alumīnijs – uzklās Čīlē. Kaut visiem septiņiem spoguļiem vajadzētu būt vietā līdz 2029. gadam, plānots, ka teleskops pirmo reizi Visuma dzīlēs optiskajā un infrasarkanajā spektrā vērsies jau ar četriem vai pieciem uzstādītiem spoguļiem, un tas varētu notikt ap 2025. gadu.
Šis ASV, Austrālijas, Brazīlijas un Dienvidkorejas kopprojekts izmaksās ap miljardu dolāru un sola astronomiem ļaut iegūt attēlus, kas ir pat 10 reižu asāki un detalizētāki par tiem, kas uzņemti ar Habla kosmisko teleskopu.
Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!
