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CASE STUDY

OMEGA Desempenha Papel Notável na Construção do Espelho LSST

O Grande Telescópio de Levantamento Sinóptico é um novo tipo de telescópio ótico que poderá visualizar, como nunca antes, uma área bem mais ampla das noites celestes. Assim que entrar em operação, uma das tarefas do LSST será procurar objetos próximos da terra com potencial de colisão e capturar eventos de curta duração que não tenham sido detectados por telescópios convencionais. Com o passar do tempo, o LSST será usado para criar um mapa detalhado do universo em 3D. Os astrônomos usarão esses dados na busca por matéria escura e para auxiliá-los no entendimento da energia escura.

O coração do LSST é seu gigantesco espelho de 8,4 metros (27 pés). Diferentemente de outros telescópios óticos, essa estrutura singular incorpora tanto espelhos primários (M1) quanto terciários (M3) em uma única peça de vidro. A precisão geométrica, nesse caso, é fundamental para a garantia de imagens de alta qualidade.

Desafio

O monolito M1M3 foi fundido em 2008 e passou por um período de vários anos de lixamento e polimento até atingir o nível necessário de precisão nanométrica. A expansão e contração causadas pelos diferenciais de temperatura poderiam ter sérias consequências nas operações de lixamento e polimento desse espelho gigante, além de interferir em seu futuro desempenho.

Para detectar e compensar diferenciais de temperatura, a equipe de projeto do LSST concebeu e desenvolveu um sistema customizado de controle térmico. Para tanto, foi necessário instalar termopares de precisão na frente, na parte de trás e no meio do espelho, em 146 diferentes locais. Se fosse detectada qualquer diferença de temperatura detectada entre qualquer um desses locais, o sistema de controle fazia a correção. Para que a operação pudesse ser considerada satisfatória, as medições de diferenciais de temperatura tinham de ser repetidas com precisão de 0,1° C.

Solução

A melhor forma de conseguir esse nível de desempenho seria utilizando termopares de altíssima qualidade, fabricados com fios do mesmo lote. Diferentemente de outros fornecedores, a OMEGA estava pronta e disposta a atender esse e quaisquer outros requisitos, por mais rigorosos que fossem. Utilizando nossas operações de isolação via extrusão, pudemos obter quantidades expressivas do mesmo lote de fio de termopar que foram, prontamente, disponibilizadas. Depois que a equipe de projeto reviu a nossa capacidade produtiva e os procedimentos de garantia da qualidade, recebemos a luz verde para prosseguirmos com a fabricação.

Os termopares fornecidos pela OMEGA foram os da série padrão, modelo 5TC, porém, feitos com um único lote de fio de termopar com limites específicos de erro. Além disso, foram manuseados e embalados seguindo instruções repassadas pela equipe do LSST. As terminações eram todas de conectores come alívio de tensão fabricados pela OMEGA. Como os fios foram enrolados em grandes bobinas, isso permitiu alcançarmos alto nível de uniformidade entre os numerosos termopares, o que contribuiu enormemente para melhorar a medição de temperaturas e o rastreamento de grande número de pontos envolvidos na medição.

Resultados

A equipe do LSST relatou que, por terem adquirido os termopares 5TC da OMEGA®, o sistema de monitoramento de temperatura atendeu às exigências de nível de precisão de 0,1° C. Depois da remoção de mais de 5 mil quilos de material para chegar ao formato desejado, finalmente, o espelho foi formalmente aceito no dia 13 de fevereiro de 2015.

Assim que o telescópio for finalmente concluído, esses mesmos termopares continuarão sendo usados para o monitoramento constante do espelho. Um conjunto de aplicações de computador para processamento digital usará esses dados para compensar a distorção causada pela expansão e contração do espelho.

O LSST começou a ser construído em 2011 e está programado para fazer sua primeira varredura das estrelas em meados de 2020. Quando isso ocorrer, a contribuição feita pela OMEGA será parcialmente responsável pela qualidade da imagem.

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