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巨型天眼ELT项目经理访谈

牧夫天文  · 公众号  · 科学  · 2017-11-07 07:10

正文

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封面图片:ELT艺术效果图

发射的激光用于模拟星光来校正大气扰动影响

Credit: ESO/L. Calçada

智利阿塔卡玛沙漠(Atacama)广袤而荒芜,但这片不毛之地是天文学家和爱好者心中的“圣城麦加”!在这里,一个个凝结人类最新技术的天文台如同沙漠中绽放的朵朵科技之花。位于阿塔卡玛沙漠的阿玛逊斯山(Cerro Armazones)上,正建造着欧洲极大天文望远镜(The European Extremely Large Telescope,简称ELT)。它于2017年5月26日顺利奠基,这个欧南台的旗舰项目将把可见光和近红外光天文观测水平提升到新的高度。天文学家并不是在坐等它的降临,这样的庞然巨物凝结了大量前沿科技,大批科学家、工程师和工业制作企业参与进来,倾尽全力突破多项技术难题来实现它。让我们通过对ELT项目经理罗伯托(Roberto Tamar)的访谈来了解幕后的故事!

意大利籍ELT项目经理罗伯托(Roberto Tamar)

Credit: ESO

Q:作为项目经理您都做什么?



首先,我需要持续关注项目团队-确保我们的团队没有薄弱点。我调配资源;与团队成员进行有效沟通,并确保大家掌握正确的信息;同时,我展望未来;我要尝试预见问题,尝试提前解决这些问题确保项目顺利进行。简而言之,更多的,我在做规划,这涉及到财力到其他资源的各个层面。

为做到这些,我每天的工作包括召集大家开会,让问题放在台面上并刨根问底。然后我会处理大量邮件,这就像一个在公司工作的职员。其他同事会帮忙,我们是一个团队,一个共同为实现ELT建造的团队!我喜欢这样来类比:就好比我们团队是智力拼图,而我是其中的一小块。我会协调处理沟通和合作中的摩擦,就好比让拼图的棱角更加圆润。我们取得的项目关键进展得益于我们每一个人的努力。

ELT结构示意图

Credit: ESO

Q:面对的最大挑战是什么?


解决工程难题

我们在建造的ELT是绝无仅有的。如何放置和运作这样一个超级设备在工程学上提出非常非常严苛的要求。试想一下,我们要准确的安放一个3000吨的巨无霸,然后要精准的操控它!这在工程上堪称壮举。虽然前期我们已经通过了大量的计算模拟,但是模拟和工程实现是两回事。在我看来这个是最大挑战之一。

望远镜口径对比

右侧绿色的是ELT

右上是在建的30米望远镜(夏威夷)

左下角是预计明年发射的詹姆斯韦伯空间望远镜

环绕全图的灰色大圈是被取消的欧南台100米口径望远镜

篮球场和网球场作为标尺

Credit: ESO

团队管理和激励

我们要把团队凝聚在一起,要保持他们的热情,要让他们友好协作。如果没有这些,建造ELT不可能实现。我会不断提醒大家“我们正在建造世界上最大的望远镜”!我们将改变人类的认知,开启天文新纪元!这就是我们团队前进的最大动力,大家每天都斗志昂扬的来上班,回家后想到工作中取得的进展就非常开心。正是有这支拼搏的团队,我们才能解决那些技术难题。

天文台大小对比

左到右依次为ELT、VLT和斗兽场

Credit: ESO

镜面加工和控制

镜面抛光是一大挑战。合作工厂反复实践和探索。我们参加了他们的生产制造,过程困难重重,要知道ELT的主镜有798块,ELT的大量镜面都是很复杂的形状。然而镜面加工出来了,问题还没有结束!如何精准的控制主镜798块组件协调配合?...噢!上帝啊!

但很高兴这些技术难题我们已经解决!

制造中的ELT二级镜,直径4.2米,重达4.5吨,它正在降温中,之后要经过高精度研磨抛光。Credit: SCHOTT/ESO

光学通路示意图

Credit: ESO

Q:能否分享些幕后趣闻?


能够突破解决技术和工程上的难题其实非常有趣。比如,ELT是建造在活跃的地震带,所以我们为防止地震的破坏,我们要让望远镜与地面岩石隔离。也就是要减少地面传导的震动,避免损坏ELT,对于这样精密的设备,哪怕是级别不高的地震也是噩梦。但是望远镜通常需要稳固,以确保稳定观察。我们已经寻找到方法来解决这一貌似矛盾的问题。

另外一个挑战是如何控制所有组件。比如,移动穹窿顶,你可以设想一下我们正在移动的是一个重5000吨的庞然巨物,我们的移动要求是精确到毫米。我们同样要精确控制主镜的798块组件。我们还要精确控制主体结构。每10毫米的移动,精度要在2纳米以内。2纳米!意味着要保持整个大西洋平整,它的波浪不能高于1欧元硬币。

示意图展示了ELT的主镜

Credit: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Q:项目让您最兴奋的是什么?


我们正在建造的设备将极大的扩展人类的宇宙知识。无数神奇未知在等着我们,这是一种非常特殊的感觉和经历。比如,我们很有可能发现类似我们地球的行星。ELT可以让我们获取更高分辨率的照片,可以研究他们的大气构成。我们很可能发现地外生命。这些在我有生之年就可能知道!

E-ELT工作状态效果图

Credit: ESO

Q:您还有其他补充吗?



我想强调ELT项目是团队合作的成果,凝聚着很多人的付出,除了直接参加项目的人员,还有人事、采购人员、欧南台外的合作生产工厂,甚至还有他们的家人。我们没有日夜的奋斗,甚至在圣诞,在新年依然有人在工作。没有这些人,没有这些付出就没有ELT!

参数小贴士



选址:智利阿玛逊斯山

海拔:3046米

拥有者:欧南台

类型:可见光/近红外巨型拼合镜面望远镜

光学设计:五反设计-同轴三反射镜系统+两个光学自适应反射镜

主镜M1:39.3米凹面镜(798个1.4米六边形镜面组成)

二级镜M2:4.2米凸面镜

三级镜M3:3.8米凸面镜

光学自适应系统:2.4米口径平面镜M4,2.7*2.1米平面镜M5,并配合6个激光导星仪

预计开光时间:2024年

强大能力

  • 超过人眼的1亿倍

  • 伽利略望远镜的800万倍

  • 哈勃空间望远镜的256倍

  • 甚大望远镜单体单元的26倍

  • 地球上现有所有8-10米口径望远镜进光量的总和



今年奠基时欧南台发布的视频

Credit: ESO

经整理欧南台E-ELT的相关发布内容

    编译:毛明远  |  校对:李可为

    编排:毛明远  |  配乐:解仁江

责任编辑:解仁江

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『天文湿刻』 牧夫出品

微信号:astronomycn

甚大望远镜拍摄的行星星云阿贝尔33

Credit: ESO

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