Euclid’in Korsch yapılandırma aynalarını keşfetme

Montaj, entegrasyon ve test sırasında görülen karanlık evreni açığa çıkarmak için ESA’nın Öklid misyonunun 1,2 m çapındaki ana aynası. Uzay aracı, bu aynayı kullanarak 10 milyar ışıkyılı uzaktaki milyarlarca galaksinin 3 boyutlu dağılımının haritasını çıkaracak ve gözlemlenebilir evrenin yaklaşık üçte birini görüntülemek için Samanyolu galaksisinin ötesine bakacaktır. Görev, evrenin büyük ölçekli yapısını ve genişleme modelini ortaya çıkararak, kozmosun %95’ini oluşturan gizemli karanlık enerjiye ve karanlık maddeye ışık tutacak.

Euclid’in Korsch konfigürasyon aynalarının altısının tamamı, artı aynalarla birlikte 30’dan fazla parçadan oluşan teleskopun kendisi ve ayrıca görevin Yakın Kızılötesi Spektrometresini ve Fotometresini oluşturan 10’dan fazla parça ve bunları çevreleyen optik tezgahın tümü aynı malzemeden yapılmıştır: cam değil, yalnızca uzayda doğal olarak bulunan bir seramik.

Silisyum karbür (SiC), camdan çok daha hafif olmasına rağmen, kesme aletleri, yüksek performanslı frenler ve hatta kurşun geçirmez yelekler yapmak için kullanılan, bilinen en sert malzemelerden biridir. Yüksek termal iletkenliğe sahip bir metale benzer, ancak metallerden farklı olarak deforme olmadan aşırı sıcaklık değişimlerine maruz kalabilir – bu da onu uzay temelli astronomi için çok çekici kılar.

SiC uzayda nispeten yaygındır – oksijen yokluğunda silikon ve karbon kombinasyonundan oluşur – ve göktaşlarında az miktarda bulunmuştur. Dünya’da ilk olarak yapay bir elmas ikamesi olarak sentezlendi.

Alan potansiyelinin farkına varan ESA ve Airbus (Öklid’in taşıma yükü modülünü geliştiriyor), daha önce endüstriyel pompalar için SiC yatakları ve contalar üreten karasal bir firmadan doğan Fransız şirketi Mersen Boostec ile uzun vadeli bir teknik işbirliğine girdi. Şirket, ESA’nın Herschel uzay aracı için 3,5 m çapındaki ana aynayı yaptı – görev 2009’da başlatıldığında o zamanlar uzaya gönderilen en büyük teleskop aynasıydı – ve Rosetta, Gaia, James Webb Space için aynalar ve optik destekler üretmeye devam etti. Teleskop ve şimdi Öklid.

Mersen Boostec’ten mühendis Florent Mallet, “Gaia’nın yekpare dikdörtgen ana aynası 1,5 m ile daha geniş bir çapa sahipti, ancak Euclid’in ana aynası şirketimizin en büyük tek parça dairesel aynasını temsil ediyor” diye açıklıyor.

Şirketin SiC Ürün Grubu Direktörü Jérôme Lavenac, “Temel fizikte büyük ilerlemelere yol açacak olan Avrupa’nın en son uzay astronomisi misyonuna yaptığımız katkılardan gurur duyuyoruz.”

Ana aynanın üretim süreci, daha sonra bilgisayar güdümlü bir freze makinesi kullanılarak tam olarak şekillendirilen katı ama yumuşak dairesel bir bloğa sıkıştırılan SiC tozuyla başladı. Bir sonraki adım, sinterleme veya 2.100°C’lik bir fırında pişirmeydi. Elde edilen sert seramik daha sonra herhangi bir kalıntı gözenekleri doldurmak için, milimetrenin onda birkaçı kadar bir kalınlığa kadar kimyasal biriktirme kullanılarak ek SiC ile kaplandı. Ayna daha sonra parlatma ve gümüş kaplama için Safran-Reosc şirketine gönderilmeden önce hafifçe taşlandı. Nihai ayna şekli, Dünya yerçekimi altında bir milimetrenin dokuz milyonda biri kadar doğrudur.

Öklid’in her iki aleti de bu aynayı ve onun beş küçük aynasını kullanacak. Öklid’in GÖRÜNÜR aracı (VIS), gökadaların görünür ışıkta çok keskin görüntülerini, yerden mümkün olandan çok daha büyük bir gökyüzü kesri üzerinde çeker. VIS, Yakın Kızılötesi Spektrometre ve Fotometre (NISP) ile birlikte çalışır. NISP, bu galaksilerden gelen kızılötesi ışığı ayıklayarak dışa doğru genişleme hızları da dahil olmak üzere önemli verileri elde ediyor; polis radar silahıyla aynı prensipte “kırmızıya kaymalarını” ölçüyor ve bu da astronomların evrenin genişleme geçmişini anlamasına olanak tanıyor. .