Med sigte mod stjernerne
Large Binocular Telescope (LBT) ved Mount Graham i Arizona, USA, er allerede et af verdens mest avancerede optiske teleskoper. Den består af to 8,4 meter store primære spejle monteret på en fælles base. I LINC-NIRVANA billeddannelsesinstrument til nær infrarødt lys kombineres lyset fra de to spejle for at skabe en opløsning, der kan sammenlignes med et teleskop med en diameter på 23 meter.
En anden måde at udtrykke det på er, at billedinstrumentet er som en kameraapp på din mobiltelefon, som du kan tage billeder af kernen i en galakse, 53,5 millioner lysår væk. Men det er så også en app, der vejer 9,5 tons, har 139 motorer og tog et team af internationale ingeniører ti år at bygge.
Ralf-Rainer Rohloff har været involveret i LINC-NIRVANA-projektet fra starten. Han er ingeniør og leder af det mekaniske designkontor ved Max Planck Institute of Astronomy i Heidelberg, Tyskland. Han siger, at omkring 40 ingeniører fra mange forskellige områder i øjeblikket arbejder på projektet samt flere astronomer.
- Da instrumentet blev planlagt, deltog astronomerne i møder mellem forskere og ingeniører, hvor vi diskuterede, hvad der var muligt. Astronomerne havde brug for teknisk baggrund, så de forstod, hvad vi sagde, og vi havde brug for at vide lidt om astronomi, så vi forstod, hvad de ønskede, siger Rohloff.
Instrumentet vil have en række forskellige funktioner, herunder reproduktion af planeter uden for vores solsystem og undersøgelse af universets fjerneste galakser. LINC-NIRVANA-projektets størrelse og omkostninger har betydet, at flere institutter fra forskellige dele af verden har været involveret i dets udvikling. Rohloffs institut er ansvarlig for at koordinere arbejdet med de tyske institutter, der arbejder med instrumentet, i samarbejde med institutter i Italien og USA.
Instrumentet blev færdig bygget i juni 2015 og blev derefter omhyggeligt pakket ud i løbet af sommeren og sendt fra Tyskland til Arizona i september. Rohloff og resten af holdet besøgte Arizona i november for at gennemføre en række tests af instrumentet på stedet.
- Det var meget spændende, fordi vi ikke havde nogen reelle problemer, og alt passede sammen. Design- og udviklingsprocessen havde været lang, og derfor var vi meget glade for, at alt gik så glat. Den sidste installation finder sted i 2016, siger Rohloff.
Når et 9,5 ton instrument er monteret på et ekstremt følsomt teleskop, er præcision og stabilitet altafgørende. Nord-Lock nøglelåseskiver og Superbolt-møtrikker blev valgt til at montere instrumentkroppen på den teleskopiske base og har således spillet en vigtig rolle.
- Vi valgte Nord-Lock nøglelåseskiver og Superbolt-møtrikker, fordi de er sikreste. Da vi ledte efter egnede skiver, opdagede vi, at 70 procent af dem ikke rigtig er sikre. I vores tilfælde skal instrumentet være helt fastgjort - selvom det kun blev forskudt et par hundrededele af en mikron, ville det være helt uacceptabelt, siger Rohloff.
Produkter fra Nord-Lock blev også valgt, fordi pladsen er begrænset, og der skal opnås en meget præcis fastspændingskraft i skrueforbindelsen.
- Store værktøjer passer ikke rundt om instrumentet. Med Nord-Lock Superbolt kan vi opnå nøjagtig forud indlæsning med et lille værktøj - og det er en stor fordel, siger han.
Projektet har været i gang i ti år, og nu er det næsten slut, men Rohloff siger, at han har masser af andre projekter at holde travlt med. I sit job kommer han ofte til fjerntliggende steder med tørt klima, der er fremragende til teleskoper - fra ørkener i Spanien til bjergtoppe i Chile. Han siger, at han altid har været fascineret af astronomi.
- Selv da jeg var barn var jeg interesseret i astronomi. Jeg byggede endda mit eget lille teleskop, så for mig er det helt fantastisk, at jeg nu hjælper med at bygge et af de største i verden, siger han.
LINC-NIRVANA
LINC-NIRVANA, det næsten infrarøde billedbehandlingsinstrument, vil udnytte LBT-teleskopets fulde binokulære kapacitet. Instrumentet placerer lyset fra de to 8,4 meter rør til en og samme detektor med en opløsning, der kan sammenlignes med et teleskop med en diameter på 23 meter.
Dimensionerne på LINC-NIRVANA er ca. 5 x 4 x 4,5 meter, den vejer 9,5 tons og har 139 motorer. I betragtning af de ekstreme krav, der stilles til et sådant system, er det absolut kritisk, at instrumentet og den optiske bænk opretholder deres tredimensionelle position, og der må ikke være fejl i komponenterne.
I en galakse langt, langt væk
Med det nye astronomiske instrument til Large Binocular Telescope (LBT) vil astronomer være i stand til at se planeter og galakser i ekstremt store afstande. Én galakseastronomer kan studere, er den kæmpe elliptiske galakse Messier 87 (M87), også kendt som Jomfru A og NGC 4486. Den blev opdaget i 1781 af den franske astronom Charles Messier og har været populær blandt astronomer lige siden.
M87 er en del af Virgohopen, som er cirka 53,5 millioner lysår væk. Galaksen indeholder et usædvanligt stort antal såkaldte kuglehobe, nemlig ca. 12.000, som kan sammenlignes med 150-200 i Mælkevejen.
LBT-teleskopet blev derefter hovedsageligt brugt til at undersøge kernen i denne galakse. En næsten 5.000 lysårsstråle af højenergiplasma skubbes ud fra kernen med relativistisk hastighed. Plasmaet kommer fra et supermassivt sort hul i midten af galaksen.
Billedet ovenfor viser, hvordan koldt stof fra Virgohopen falder ned mod kernen i M87. Når koldt stof rammer den relativistiske stråle, genereres trykbølger i det interstellare medium i galaksen.
Det perfekte sted
For at opnå optimale resultater skal moderne teleskoper placeres i et specielt miljø. Blandt kravene til jordbaserede observatorier er mange klare nætter om året samt minimal lysforurening fra beboede områder og lav tilstedeværelse af vanddamp i atmosfæren. Dette er grunden til, at teleskoper er placeret i tørre områder i store højder, såsom det sydvestlige USA. LBT-teleskopet ligger i en højde af 3.221 meter på Mount Graham i Arizona.
Nord-Locks lösning
Kund: Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg, Tyskland.
Slutkund: LBT (Large Binocular Telescope).
Sted: Mount Graham, Arizona, USA.
Applikation: Montering af et astronomisk instrument på den teleskopiske base.
Nord-Locks lösning:: 30 Superbolt CY-M20 muttrar och killåsningsbrickor.
Produktfordele: Absolut stabilitet uden glidning. Mulighed for at anvende nøjagtigt det rette tilspændingsmoment på trods af den lille plads.
