Nøglekomponenter i Dark Energy Spectroscopic Instrument er installeret på toppen af ​​Mayall-teleskopet

Nøglekomponenter til det himmelkortlægning Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), vejer omkring 12 tons, blev hejst på toppen af ​​Mayall-teleskopet ved Kitt Peak National Observatory (KPNO) nær Tucson, Arizona, og boltet på plads onsdag, markerer en stor projektmilepæl.

DESI vil skabe det største 3D-kort over universet ved at samle lys fra titusinder af galakser efter dets planlagte opstart i slutningen af ​​2019. Det er designet til at give mere præcise målinger af mørk energi, som accelererer universets ekspansion og tegner sig som et af universets største mysterier.

"Tidligere i år fjernede vi den gamle top-ende af Mayall-teleskopet, og onsdagens installation bringer dette teleskop tilbage til livet med et nyt formål, " sagde DESI-direktør Michael Levi fra Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), som leder projektets internationale samarbejde. "De mere end 23, 000 pund instrumentering, der blev installeret, repræsenterer den endelige top-end-samling."

De nye top-end komponenter inkluderer en 3,4 tons tøndeformet, stålrammekonstruktion, kendt som en korrektur, der rummer et præcist stablet array af store (den største er 1,1 meter i diameter), sarte linser.

Også, korrektoren er fastgjort til en 1,1 tons seks-akset "hexapod", der muliggør præcise justeringer; en omgivende ring, bur, og skovlstøttestruktur, der vejer yderligere 5,2 tons; og omkring 2 tons andre materialer, inklusive pladsholdervægte for DESI's brændplan (se en relateret video), som stadig er under montering og endnu ikke er ankommet til stedet.

Et team på Fermi National Accelerator Laboratory byggede korrektoren, hexapod, og andre top-end støttestrukturer. Strukturerne er designet til at justere linserne med en nøjagtighed på titusinder af mikron (milliontedele af en meter) - svarende til bredden af ​​det tyndeste menneskehår.

DESI involverer mere end 450 forskere fra mere end 70 institutioner over hele kloden. KPNO er ​​en del af National Optical Astronomy Observatory, som drives af Association of Universities for Research in Astronomy under en samarbejdsaftale med National Science Foundation.

Korrektoren vil muliggøre et større synsfelt – dækker et område mere end 40 gange større end teleskopets tidligere korrektor, og mere end 40 gange så stor som fuldmånen set fra Jordens overflade – for en serie på 5, 000 robot-placerede fiberoptiske kabler, der vil samle lys fra sekvenser af målrettede galakser. Dette lys vil blive analyseret for at indsamle information om deres afstand og den hastighed, hvormed galakserne bevæger sig væk fra os. Dets store synsfelt vil gøre det muligt for DESI at kortlægge en tredjedel af nattehimlen under sin planlagte 5-årige undersøgelse.

Hver af korrektorens seks linser begyndte som en stor, tykt stykke glas lavet af enten Corning Glass i New York, Ohara Corp. i Japan, eller Schott AG i Tyskland (se en relateret video). En af linserne i korrektoren er blandt de største, der nogensinde er blevet opsat på et teleskop, bemærkede Berkeley Labs David Schlegel, en DESI-projektforsker. Linserne rejste verden rundt for polering og belægninger hos flere virksomheder, og blev installeret og præcist justeret inde i korrekturløbet i en kælder på University College London sidste forår.

Korrektoren blev derefter adskilt til transport og fløjet med et chartret transportfly fra England til Tucson, Arizona. Derefter, den blev kørt til Kitt Peak-topmødet, i en højde af 6, 800 fod. Når den er samlet igen, korrektoren var forbundet til dets mekaniske støttesystem.

I juni, en 250 fods mobilkran blev brugt til at løfte den gamle top-ende af teleskopet og ud af kuplen. En 50-tons kran i Mayall-teleskopets kuppel blev brugt til at løfte alle DESI-topkomponenterne op til kuppelgulvet fra jordoverfladen, hvor de blev samlet. Den samme kuppelkran blev derefter brugt til at løfte den samlede DESI-topende på plads oven på teleskopet.

David Sprayberry, KPNO site director for DESI, sagde, "Dette var et komplekst løft, der gik uden problemer. Vi havde et dusin af vores tekniske personale, der sikrede, at den nye top-end ville blive placeret nøjagtigt på midten af ​​teleskopet. Jeg er meget stolt af mit team for at klare dette. fejlfrit."

Tidligt næste år, forskere vil montere et sæt kameraer og andre instrumenter på DESI's brændplan for at teste, hvordan linserne præsterer på tværs af hele billeddannelsesfeltet. Dette commissioning camera array blev bygget ved Ohio State University.

"Dette vil være en reel test for at afgøre, om alle linserne fungerer perfekt sammen, sagde Paul Martini, en professor ved Ohio State University, der overvågede udviklingen af ​​idriftsættelseskameraet.

Derefter, andre DESI-systemer vil blive testet i løbet af de næste mange måneder, indtil hele instrumentet er klar til at begynde sin himmelundersøgelse.