दुनिया के सबसे बड़े ऑप्टिकल टेलीस्कोप के लिए अद्भुत इंजीनियरिंग समाधान

मिरर लैब कर्मचारी ग्लास के अंतिम टुकड़े को विशालकाय मैगेलैनिक टेलिस्कोप के लिए पांचवें दर्पण के लिए एक साँचे में रखता है

एरिज़ोना विश्वविद्यालय में कांच कार्यशाला को याद करना आसान है। हालांकि यह काफी बड़ा है, लेकिन उन्हें दर्पण की प्रयोगशाला। रिचर्ड कैरीस 56,000 सीटों वाले कॉलेज फुटबॉल विश्वविद्यालय के एक बड़े स्टेडियम की छाया में है। यहां तक ​​कि इसकी सबसे प्रमुख विशेषता - स्कूल के लोगो के साथ एक अष्टकोणीय ऊँचाई - स्टेडियम वास्तुकला का एक हिस्सा जैसा दिखता है। हालांकि, यह इस टॉवर में है कि इस कारखाने का सबसे महत्वपूर्ण उपकरण स्थित है।

मिरर लैब में, हरे रंग की थोड़ी सी सीढ़ी छत के प्रवेश द्वार तक हमें पाँच मंजिलों तक ले जाती है। मैं शीर्ष पर कुछ कदम तक पहुंचने में कामयाब नहीं हुआ, और प्रयोगशाला प्रबंधक, स्टुअर्ट वेनबर्ग ने तीसरी बार पूछा कि क्या मैंने अपनी जेब पूरी तरह से खाली कर दी है।

"चश्मा, चाबियाँ, कलम। कुछ भी जो आईने को गिरा और नुकसान पहुंचा सकता है, ”वह कहते हैं। वेनबर्गर मुझे टॉवर के बहुत ऊपर तक ले जाने के लिए सहमत हो गए और आगे, एक संकीर्ण पुल तक, जो कि 8 मीटर के व्यास वाले दर्पण से लगभग 25 मीटर ऊपर स्थित है और इस दर्पण के निर्माण पर पहले ही 20 मिलियन डॉलर खर्च किए जा चुके हैं। "प्रयोगशाला के अधिकांश लोगों को यहां बिल्कुल भी अनुमति नहीं है।" वह कहता है। यह मेरी जेब की सामग्री (और वे वास्तव में खाली हैं) के बारे में उसकी घबराहट की व्याख्या करते हैं, और उन्होंने मेरे कैमरे को पैरासॉर्ड के एक टुकड़े के साथ अपनी कलाई से क्यों बांधा।


दर्पण प्रयोगशाला के परीक्षण टॉवर के शीर्ष से दर्पण के दूसरे खंड का दृश्य

मेरे नीचे ग्लास डिस्क उन सात दर्पणों में से एक है जो विशाल मैगेलन दूरबीन का निर्माण करेंगे । जब यह 2025 में चिली के अटाकामा रेगिस्तान में लास कैम्पानास वेधशाला में पूरी क्षमता तक पहुंच जाता है, तो एचएमटी दुनिया की सबसे बड़ी ऑप्टिकल वेधशाला बन जाएगी। दर्पण, प्रत्येक का वजन 17 टन, एक कैमोमाइल के रूप में व्यवस्थित किया जाएगा, जिसमें छह असममित दर्पण केंद्रीय, सममित खंड को घेरे रहेंगे। साथ में वे 25 मीटर तक खुलेंगे (जो कि मौजूदा ऑप्टिकल दूरबीनों के व्यास से दोगुना है) और 370 वर्गमीटर क्षेत्र पर कब्जा करते हैं। (दो टेनिस कोर्ट की तरह)। एचएमटी, जिसका रिज़ॉल्यूशन हबल टेलीस्कोप से 10 गुना अधिक होगा, यह ब्रह्मांड के बहुत किनारों से आकाशगंगाओं और ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित फोटॉनों को कैप्चर और फ़ोकस करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे सितारों और उनके आगे बढ़ने वाले विश्वों का अध्ययन किया जा सके और ग्रहों के वायुमंडल में जीवन के संकेतों की तलाश की जा सके। रहने योग्य क्षेत्र में स्थित है।

लेकिन इस बिंदु तक, मिरर प्रयोगशाला के वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को इन विशाल कांच की प्लेटों को बनाने की आवश्यकता है। और यह, जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, एक बहुत ही स्मरणीय कार्य है।

“ये अब तक के सबसे परिष्कृत दर्पण हैं। टॉवर से नीचे उतरने के बाद, वे मिरर प्रयोगशाला के सहायक निदेशक जेफ किंग्सले का कहना है कि वे ऑफ-एक्सिस, एस्फोरिकल, बड़े और बेहद सटीक हैं। "हमारा लक्ष्य एक ऐसी प्रक्रिया को विकसित करना है जिसमें प्रत्येक दर्पण को शुरू से अंत तक चार साल लगते हैं।" पहला दर्पण बनाने में लगभग दस साल लगे। दूसरा खंड, जिसे वेनबर्गर ने मेरी ओर से विनाश का जोखिम डाला था, जनवरी 2012 में शुरू किया गया था, और 2019 से पहले खत्म नहीं होगा।


मिरर लेबोरेटरी का एक कर्मचारी साँचे में रखे दर्पण की जाँच करता है, जो पिछले कुछ टुकड़ों के लिए जगह का चयन करता है

मिरर प्रयोगशाला में आज गैस टरबाइन इंजन के लिए चार दर्पण पूर्ण होने के विभिन्न चरणों में हैं, और बाद के निर्माण की जटिल प्रक्रिया इसी सप्ताह शुरू होती है। पहला कदम दर्पण के 20 टन E6 बोरोसिलिकेट ग्लास [ Ohara Corporation जापानी ग्लास ब्रांड - लगभग को लोड करके दर्पण को डालना है। अनुवाद] एक विशाल रोटरी भट्ठा में मैन्युअल रूप से। अंदर छत्ते के रूप में मोल्ड के 1,700 हेक्सागोनल कॉलम हैं, जिसके निर्माण में छह महीने लगे। कुछ दिनों के भीतर, भट्ठी 1150 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होती है और प्रति मिनट लगभग पांच क्रांतियों तक घूमती है। तरल रूप में ग्लास छत्ते के चारों ओर अंतरिक्ष में प्रवाहित होता है, और घुमाव के कारण मोल्ड के किनारों तक एक मोटा तरल प्रवाहित होता है, जो दर्पण को अपने अवतल आकार देता है।



ओवन तीन महीने के लिए कमरे के तापमान पर लौटता है। इसके बाद ही कर्मचारी दर्पण को बाहर निकाल सकते हैं, इसे लंबवत रख सकते हैं, और इसके लिए एक उच्च दबाव स्नान आयोजित करने के लिए अस्थायी लिफ्ट प्रणाली का उपयोग कर सकते हैं। "हम इसे एक दबाव वॉशर के साथ संसाधित करते हैं," किंग्सले कहते हैं। "विश्वविद्यालय के खनन विभाग का एक छात्र हमारे पास आया जिसने ग्लास की सफाई के लिए इसे अनुकूलित किया।"

उसके बाद, कर्मचारी दर्पण का मुंह नीचे करते हैं, इसे एक बड़े मोबाइल होवरक्राफ्ट में डालते हैं और इसे कारखाने के केंद्रीय हॉल में ले जाते हैं, जहां दो पॉलिशिंग स्टेशन स्थित हैं। उन पर कास्टिंग के पीछे से दर्पण से लगभग आधा सेंटीमीटर सामग्री हटा दी जाती है। दर्पण के सुचारू होने के बाद, कर्मचारी अपनी पीठ पर 165 लोड-असर फास्टनरों को ठीक करते हैं - वे दूरबीन के पावर ड्राइव से जुड़े होंगे जब दर्पण अंततः अटाकामा रेगिस्तान में काम के लिए रखा जाता है।


बड़े ऑप्टिकल जनरेटर दर्पण के पीछे से खामियों को दूर करते हैं

फिर कर्मचारी दर्पण के चेहरे को चालू करते हैं - और सबसे कठिन हिस्सा शुरू होता है।

GMT दर्पण के छह बाहरी खंड - फूल की पंखुड़ियाँ - आकार में विषम हैं। उनके आकृति स्थैतिक रूप से प्रिंगल्स चिप्स के समान हैं, हालांकि वे इतने घुमावदार नहीं हैं। इन वक्रों को नग्न आंखों से नहीं देखा जा सकता है, लेकिन उनकी वजह से दर्पण को वांछित आकार देना अवास्तविक सिरदर्द बन जाता है।

ऑप्टिशियन बडी मार्टिन कहते हैं, "हम टेलीस्कोप की सीमाओं को मौलिक भौतिकी में कम करना चाहते हैं - प्रकाश की तरंग दैर्ध्य, दर्पण का व्यास - और दर्पण की सतह में खामियों को नहीं।" खामियों से, वह 20 एनएम से अधिक दोषों को समझता है - यह लगभग एक छोटे वायरस के आकार से मेल खाता है। लेकिन खामियों को पूरा करने के बाद, दर्पण एक मिलीमीटर या अधिक तक पहुंच सकते हैं।


कलाकार के अनुसार, तैयार गैसोलीन इंजन कैसा दिखेगा

रफ पीस के कई पास 20 माइक्रोमीटर तक खामियों को कम कर सकते हैं - एक मानव बाल की मोटाई के बारे में एक चौथाई। लेकिन ये त्रुटियां आवश्यकता से 1000 गुना अधिक होंगी।

यह वह जगह है जहां दर्पण प्रयोगशाला का टॉवर प्रभाव में आता है। अपने चरम पर, लेजर और इंटरफेरोमीटर का एक सेट, जो माइक्रोमीटर की खामियों के लिए एक मापने वाले टेप के रूप में कार्य करता है, उसी जंगलों से जुड़ा हुआ है जो मैं साथ चला था। माप प्रक्रिया इतनी संवेदनशील है कि दर्पण वायवीय प्रणाली पर होना चाहिए जो कंपन के निर्माण के लिए क्षतिपूर्ति करता है। मार्टिन कहते हैं, "फुटबॉल स्टेडियम से, पड़ोसी सड़कों पर यातायात से, हेलीकॉप्टर से उड़ान भरते हुए कंपन आता है।" "उन्हें महसूस नहीं किया जा सकता है, लेकिन माप बेहद संवेदनशील हैं।"

परीक्षण टॉवर में सेंसर दर्पण की सतह का समोच्च नक्शा बनाते हैं। कार्ड को पॉलिशिंग मशीनों में लोड किया जाता है जो सभी ऊंचाई को हटाते हैं। लेकिन एक बार में ही नहीं। एक वर्ष से अधिक समय तक, दर्पण को निरीक्षण टॉवर और पॉलिशिंग स्टेशनों के बीच आगे-पीछे पहुँचाया जाता है जब तक कि यह सेंटीमीटर के निकटतम मिलियन तक पॉलिश न हो जाए।

तभी दर्पण प्रयोगशाला को छोड़ सकता है। सितंबर में पहला GMT सेगमेंट सामने आया, जिससे उनके रिश्तेदारों के लिए जगह बन गई। आज, वह टक्सन इंटरनेशनल एयरपोर्ट के पास एक अस्थायी गोदाम में है, अटाकामा रेगिस्तान में भेजे जाने की प्रतीक्षा कर रहा है, जहां 100 एनएम मोटाई की एक एल्यूमीनियम कोटिंग एक चिंतनशील कंघी अंतरिक्ष में कांच के टुकड़ों के 20 टन ढेर के दीर्घकालिक परिवर्तन को पूरा करेगी।

"आप यह भी तर्क दे सकते हैं कि हम यहां दर्पण नहीं बना रहे हैं," मार्टिन कहते हैं। "हम केवल कांच के बड़े टुकड़े बनाते हैं।"