Karyawan Mirror Lab menempatkan potongan kaca terakhir ke dalam cetakan untuk cermin kelima untuk Teleskop Magellan RaksasaWorkshop kaca di Arizona University mudah untuk dilewatkan. Meski cukup besar, laboratorium mencerminkan mereka. Richard Caris berada di bawah bayang-bayang stadion universitas sepakbola dengan kapasitas 56.000 kursi. Bahkan fitur yang paling menonjol - elevasi segi delapan dengan logo sekolah - tampak seperti bagian dari arsitektur stadion. Namun, di menara inilah peralatan terpenting pabrik ini berada.
Di Lab Cermin, tangga hijau yang sedikit bercahaya membawa kami lima lantai ke pintu masuk menara. Saya belum berhasil mencapai beberapa langkah ke atas, dan manajer laboratorium, Stuart Weinberg, untuk ketiga kalinya bertanya apakah saya telah mengosongkan kantong saya sepenuhnya.
“Kacamata, kunci, pena. Apa pun yang bisa jatuh dan merusak cermin, ”katanya. Weinberger setuju untuk membawa saya ke puncak menara dan lebih jauh, ke jembatan sempit, yang terletak sekitar 25 meter di atas cermin dengan diameter 8 m. Enam tahun dan $ 20 juta telah dihabiskan untuk pembuatan cermin ini. "Sebagian besar orang dari laboratorium tidak diizinkan di sini sama sekali." Katanya. Ini menjelaskan kegugupannya tentang isi kantong saya (dan itu benar-benar kosong), dan mengapa ia mengikat kamera saya ke pergelangan tangannya dengan sepotong paracord.
Tampilan segmen kedua cermin dari bagian atas menara uji Laboratorium CerminCakram kaca di bawah saya adalah salah satu dari tujuh cermin yang akan membentuk
teleskop Magellan raksasa . Ketika mencapai kapasitas penuh pada tahun 2025 di Observatorium Las Campanas di Gurun Atacama di Chili, HMT akan menjadi observatorium optik terbesar di dunia. Cermin, masing-masing seberat 17 ton, akan disusun dalam bentuk chamomile, di mana enam cermin asimetris akan mengelilingi bagian tengah, segmen simetris. Bersama-sama mereka akan membuka hingga 25 meter (yang dua kali diameter teleskop optik yang ada) dan menempati area seluas 370 sq.m. (seperti dua lapangan tenis). HMT, yang resolusinya akan melebihi 10 kali lipat dari teleskop Hubble, diciptakan untuk menangkap dan memfokuskan foton yang dipancarkan oleh galaksi dan lubang hitam dari tepi Semesta, untuk mempelajari pembentukan bintang dan dunia yang bergerak di sekelilingnya, dan untuk mencari tanda-tanda kehidupan di atmosfer planet. terletak di zona layak huni.
Tetapi sampai saat ini, para ilmuwan dan insinyur dari Laboratorium Cermin perlu membuat pelat kaca kolosal ini. Dan ini, seperti yang bisa Anda tebak, adalah tugas yang sangat monumental.
“Ini adalah beberapa cermin paling canggih yang pernah dibuat. Mereka off-axis, asferis, besar dan sangat akurat, ”kata Jeff Kingsley, Asisten Direktur Laboratorium Cermin, setelah saya turun dari menara. "Tujuan kami adalah mengembangkan proses di mana setiap cermin membutuhkan waktu empat tahun dari awal hingga akhir." Butuh hampir sepuluh tahun untuk menghasilkan cermin pertama. Segmen kedua, yang Weinberger beresiko hancur di pihak saya, mulai dilakukan pada Januari 2012, dan tidak akan selesai sebelum 2019.
Seorang pegawai Laboratorium Cermin memeriksa cermin yang ditempatkan di cetakan, memilih ruang untuk beberapa potong terakhirDi Laboratorium Cermin saat ini ada empat cermin untuk mesin turbin gas pada berbagai tahap penyelesaian, dan proses kompleks pembuatan yang terakhir dimulai hanya minggu ini. Langkah pertama adalah memasang cermin dengan memuat 20 ton gelas borosilikat E6 [merek gelas Jepang
Ohara Corporation - kira-kira. diterjemahkan.] ke dalam tanur putar besar secara manual. Di dalamnya ada 1.700 kolom heksagonal cetakan dalam bentuk sarang lebah, yang pembangunannya memakan waktu enam bulan. Dalam beberapa hari, tungku memanas hingga 1150 ° C dan berputar hingga hampir lima putaran per menit. Kaca dalam bentuk cair mengalir ke ruang di sekitar sarang madu, dan rotasi menyebabkan cairan tebal mengalir ke tepi cetakan, yang memberikan cermin bentuk cekung.
Oven kembali ke suhu kamar selama tiga bulan. Hanya dengan begitu karyawan dapat mengeluarkan cermin, menempatkannya secara vertikal, dan menggunakan sistem pengangkat sementara untuk mengatur rendaman bertekanan tinggi untuknya. "Kami memprosesnya dengan mesin cuci tekanan," kata Kingsley. "Seorang mahasiswa dari departemen pertambangan universitas mendatangi kami yang mengoptimalkannya untuk membersihkan kaca."
Setelah itu, karyawan membalikkan cermin ke bawah, meletakkannya di atas hovercraft ponsel yang besar dan mengangkutnya ke aula tengah pabrik, tempat dua stasiun pemoles berada. Pada mereka sekitar setengah sentimeter material dikeluarkan dari cermin dari belakang casting. Setelah cermin menjadi halus, karyawan memperbaiki 165 pengencang yang menahan beban di punggungnya - mereka akan terhubung ke drive daya teleskop ketika cermin akhirnya ditempatkan untuk bekerja di Gurun Atacama.
Generator optik besar menghilangkan ketidaksempurnaan dari bagian belakang cerminKemudian karyawan membalikkan cermin menghadap ke atas - dan bagian yang paling sulit dimulai.
Enam segmen luar cermin GMT - kelopak bunga - berbentuk asimetris. Kontur mereka secara topografis identik dengan keripik Pringles, meskipun tidak begitu melengkung. Kurva ini tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi karena itu, memberikan bentuk yang diinginkan ke cermin menjadi sakit kepala yang tidak nyata.
"Kami ingin keterbatasan teleskop dikurangi menjadi fisika dasar - panjang gelombang cahaya, diameter cermin - dan bukan ketidaksempurnaan di permukaan cermin," kata ahli optik Buddy Martin, yang mengarahkan penggilingan dan pemolesan di laboratorium. Karena ketidaksempurnaan, ia memahami cacat melebihi 20 nm - ini kira-kira sesuai dengan ukuran virus kecil. Tetapi setelah melakukan ketidaksempurnaan, cermin dapat mencapai satu milimeter atau lebih.
Bagaimana, menurut sang artis, mesin bensin yang sudah jadi akan terlihatBeberapa lintasan gerinda kasar dapat mengurangi ketidaksempurnaan hingga 20 mikrometer - sekitar seperempat dari ketebalan rambut manusia. Tetapi kesalahan ini akan 1000 kali lebih banyak dari yang dibutuhkan.
Di sinilah menara Laboratorium Cermin mulai berlaku. Pada puncaknya, satu set laser dan interferometer, yang bertindak sebagai pita pengukur untuk ketidaksempurnaan mikrometer, melekat pada hutan yang sama yang saya jalani. Proses pengukuran sangat sensitif sehingga cermin harus berada pada sistem pneumatik yang mengkompensasi getaran bangunan. "Getaran datang dari stadion sepak bola, dari lalu lintas di jalan-jalan tetangga, dari helikopter yang terbang ke rumah sakit," kata Martin. "Mereka tidak bisa dirasakan, tetapi pengukurannya sangat sensitif."
Sensor di menara tes membuat peta kontur permukaan cermin. Kartu dimasukkan ke dalam mesin pemoles yang menghilangkan semua ketinggian. Tapi tidak sekaligus. Selama lebih dari satu tahun, cermin telah diangkut bolak-balik antara menara inspeksi dan stasiun pemoles sampai menjadi polesan hingga sepersejuta sentimeter terdekat.
Hanya dengan begitu cermin dapat meninggalkan laboratorium. Segmen GMT pertama keluar pada bulan September, memberikan ruang bagi kerabatnya. Hari ini, ia berada di gudang sementara di dekat Bandara Internasional Tucson, menunggu untuk dikirim ke Gurun Atacama, di mana lapisan aluminium dengan ketebalan 100 nm akan menyelesaikan transformasi jangka panjang dari tumpukan 20 ton potongan kaca menjadi ruang menyisir permukaan reflektif.
"Anda bahkan bisa berdebat bahwa kita tidak membuat cermin di sini," kata Martin. "Kami hanya membuat pecahan kaca besar."