在智利阿塔卡马沙漠(Atacama Desert)的Cerro Armazones高地上,在恶劣但极度干燥的环境中,超过2000个定制的混合动力驱动器将调整超大望远镜(ELT)主镜的798四分之一吨部分。作为精密运动控制解决方案的领导者,PI (Physik instrument)设计了一种新型的驱动器,可以满足极端的要求,并赢得了欧洲南方天文台(ESO)的合同。
混合驱动器的概念解决了纳米精度-高负载-低热量的难题
PI的超精密执行器是为满足跟踪性能优于RMS 2nm、力变化0N到900N、行程15mm、散热最小等要求而开发的。在选出获胜者之前,一些概念被模拟和测试。基于亚纳米分辨率光学位置传感器的位置反馈,采用压电驱动器、无刷电机、线性编码器和混合控制器同时驱动无刷电机和压电驱动器的混合设计,获得了最佳的结果。每个分段需要三个执行器。
为什么需要这种精确度?
为了制作一个39m的镜面(不可能制作一个39m大小的镜面),所有的部分必须一直在纳米内对齐。在望远镜跟踪运动过程中,镜段的准确位置受到风荷载、望远镜结构的扭曲和振动、温度波动和重力变化等因素的影响。镜段之间最小的对准误差将降低望远镜的光学性能。
多大是特大?
被誉为世界上最大的望远镜,直径39米的ELT独立六角形反射镜直径1.4米,每块重约500磅。大光圈直接决定了集光面积,而集光面积又决定了曝光时间。更多的区域意味着在给定的曝光时间内,望远镜可以探测到更遥远(更暗)的恒星,并观察宇宙深处。
ELT的总表面积接近1000平方米,预计将比人眼收集大约1亿倍的光,并拥有大约250倍的哈勃太空望远镜的集光面积。
ELT计划在2024年第一次见到光。
背景信息-执行器概念
http://www.pi-usa.us/blog/hybrid-ultra-high-precision-positioning-actuators/