초대형 망원경
SCHOTT는 유럽 남천 천문대의 초대형 망원경(ELT) 개발에 선도적인 역할을 담당하고 있습니다. SCHOTT ZERODUR® 글라스세라믹으로 제작된 망원경의 분할 1차 미러는 직경이 39m이며 우주 탐사 분야에서 새로운 영역을 개척할 것으로 크게 기대됩니다.
주요 수치
배경
2006년, 유럽 남천 천문대(ESO)는 망원경에 대한 자세한 연구와 함께 ELT 프로그램을 시작했습니다. '먼 은하계를 향한 창'으로 구현된 거대한 망원경은 5개의 미러에 의해 우주의 수백만 광년 떨어진 곳에서 매우 정확한 고해상도 이미지를 만들어냅니다. ESO는 SCHOTT의 글라스세라믹에 대한 타의 추종을 불허하는 전문 지식에 주목했고, 2017년에 전례 없는 망원경 범위를 구현하는 데 필요한 미러 기판의 제조를 의뢰했습니다.
과제
ELT 프로젝트는 SCHOTT ZERODUR®가 참여한 최대 규모의 프로젝트 중 하나로, 총 4개의 글라스세라믹 미러용 기판을 생산합니다. 2개는 직경이 약 4m이며, 2차 미러(M2)가 가장 큰 볼록 모놀리식 유리 구성품입니다. 직경이 4.25m인 2차 미러의 생산은 원자재를 10cm 또는 3.94인치 두께까지 연삭해야 하는 큰 도전 과제입니다. 1차 미러의 경우, SCHOTT는 각각 치수와 특성이 정확히 동일한 직경이 1.5m인 949개의 미러 세그먼트 블랭크를 1일 1개의 비율로 제조할 수 있습니다.솔루션
SCHOTT는 이 프로젝트를 위한 첨단 장비를 보유하고 완벽한 준비를 갖추고 있습니다. 5축 CNC 역량 센터를 통해 ZERODUR® 글라스세라믹 미러를 이전보다 뛰어난 정밀도로 직경 4.25m 크기까지 제조할 수 있습니다. ZERODUR®용으로 설치된 두 번째 용융 탱크는 재료에 대한 장기간의 높은 수요를 충족하고 고객의 성공에 기여할 수 있습니다.ELT의 광학 시스템과 ZERODUR®의 역할
이 다이어그램(최초의 렌더링)은 ESO의 초대형 망원경(ELT)의 첨단 5미러 광학 시스템과 ZERODUR® 미러 기판의 위치를 보여줍니다. 이는 798개의 육각(M1)와 4개의 작은 미러(M2 - M5)를 반사경으로 결합한 거대한 주 미러를 기반으로 합니다. 주 미러는 밤하늘의 빛을 모아 직경 4m의 M2로 반사합니다. 이는 다시 반사경(M3)에 빛을 반사합니다. 이 3차 미러의 역할은 적응형 광학 미러(M4)에 빛을 조사하는 것으로, 지구 대기에 의해 왜곡된 별빛을 보정하기 위해 1초에 천 번씩 표면을 바꾸는 망원경에 내장된 적응형 광학 시스템입니다. 마지막으로, 빛은 5차 미러(M5)에 도달하여 망원경 구조의 저주파 진동을 보상하는 최종 초점면에서 극도로 선명한 이미지를 일정하게 유지합니다.
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극한 환경에서 일관된 이미지 품질
ELT의 핵심은 SCHOTT ZERODUR® 글라스세라믹의 뛰어난 열 특성입니다. 매우 낮은 열 팽창 계수로 인해, 온도 변화 환경에서 일정한 성능을 발휘하고 매우 정밀한 방식으로 빛을 반사할 수 있습니다. 다양한 모양과 크기로 제조할 수 있는 SCHOTT의 능력도 ELT 프로젝트에 매우 중요합니다.
ZERODUR®와 같은 소재가 존재하지 않았다면 ELT 프로젝트의 실현은 불가능했을 것입니다.
광활한 우주의 시각화
초대형 망원경의 성능과 규모는 매우 놀랍습니다. 프로젝트의 가장 중요한 요소들이 처음으로 수행되고 있으며, 이는 사람의 눈보다 1억 배 더 많은 빛을 모으는 것으로 허블 망원경으로 얻은 것보다 16배 더 선명한 이미지를 수집하는 것을 목표로 합니다. 또한 먼 은하계 및 초대질량 블랙홀을 비롯하여 다른 별을 둘러싸고 있는 행성들에 대한 더 자세한 연구를 돕고 우주에 대한 지식과 이해를 넓혀줄 것입니다.
지금까지 이런 프로젝트는 없었습니다. ELT는 동종 최초의 장비입니다. 위치 지정 및 추적에 있어 매우 엄격한 요구사항을 가진 대형 기계입니다. 3,000톤의 거대한 강철 부품을 정해진 위치에 놓는 극도로 정밀한 작업을 수행해야 합니다. 그렇습니다. 이를 실현할 수 있는 모든 시뮬레이션과 계산 분석을 가지고 있지만, 시뮬레이션과 현실 사이에는 큰 차이가 있습니다. 이를 극복하는 것이 가장 큰 과제 중 하나입니다.
사용 소재 및 유사 제품
매우 낮은 CTE(열팽창 계수)를 갖도록 SCHOTT이 개발한 이 특별한 글라스세라믹은 매우 정밀한 위치 지정이 필요한 까다로운 환경에 이상적입니다. 대형으로 제조할 수 있는 가능성 또한 ELT 프로젝트에 중요합니다.
진정한 팀워크를 요구하는 전례 없는 도전
ELT를 계획하고 건설하는 일은 대규모 프로젝트로 전 세계에 있는 수백 명의 기술 전문가 간의 긴밀한 협력이 필요합니다. 칠레의 아타카마 사막 한가운데에 있는 ELT 현장으로 단순히 이동하는 것도 물류 상의 도전이었으므로, 거대한 미러와 구성품을 가공하고 운송하는 것은 SCHOTT와 해당 파트너들에게 새로운 수준의 헌신과 혁신을 요구했습니다.
미러 기판 제작
SCHOTT
형태, 연마 및 조립
Safran-Reosc, 프랑스
1차 미러용 세그먼트 지원 시스템 장치
CESA (스페인) VDL (네덜란드)
M2 및 M3 미러용 지원 셀
SENER 그룹(스페인)
4차 미러
AdOptica, INAF(이탈리아)
돔 구조
ACe 컨소시엄(이탈리아)
ELT 프로젝트 소유주
ESO, 유럽 남천 천문대
CESA (스페인) VDL (네덜란드)
M2 및 M3 미러용 지원 셀
SENER 그룹(스페인)
4차 미러
AdOptica, INAF(이탈리아)
돔 구조
ACe 컨소시엄(이탈리아)
ELT 프로젝트 소유주
ESO, 유럽 남천 천문대
Seong-won Kim
Sales Manager