Úvodní strana  >  Články  >  Ostatní  >  Porodnice zrcadel

Porodnice zrcadel

Detailní snímek hlavy leštícího stroje zrcadla pro dalekohled LSST. Tucson, USA
Autor: Zdeněk Bardon

Observatoře očima bačkorového astronoma - díl XV. V tomto dílu se podíváme do USA, konkrétně do Arizony a města Tucson. Tentokrát se budu věnovat astronomickým zrcadlům. Patřím do generace, která si své astronomické přístroje musela vyrábět svépomocí. Broušení zrcadel a výroba dalekohledů na koleně bylo běžné. Legendární časopis Říše hvězd přinášel bezpočet návodů a instrukcí, jak si poradit s náročnou výrobou v domácích podmínkách. Samozřejmě i já jsem se pokoušel vybrousit zrcadlo „obřích” rozměrů z víčka od zavařovačky. Výsledkem nesmírného snažení asi 300 pracovních hodin bylo všechno možné, jenom ne funkční zrcadlo. Jindřich Zeman mi někdy v roce 1975 napsal: „Vážený kolego, až to jedenácté bude dobré”. A tak jsem broušení  zrcadel nadobro opustil.

Touto historkou jsem pobavil ředitelku Laboratoře zrcadel v Tucsonu, kde vznikají jednolitá zrcadla o průměru 8,4 metru! Navštívit toto místo, byla pro mne velká pocta a celoživotním zážitkem zároveň.
Laboratoř zrcadel nyní přejmenovaná na The Richard F. Caris Mirror Lab nalezneme pod stadionem Divokých koček (The Arizona Wildcats). Je to velmi chytré využití prázdného prostoru pod tribunou stadionu. Uvnitř hranaté budovy se nachází špičková laboratoř, protože právě zde se rodí největší jednolitá zrcadla na světě. Jak vznikají skleněné „oči” dalekohledů o průměru 8,4 metru? Odpověď je překvapivě snadná. V elektrické rotační peci.

Rotační elektrická pec. Laboratoř zrcadel, Tucson, Arizona, USA Autor: Zdeněk Bardon
Rotační elektrická pec. Laboratoř zrcadel, Tucson, Arizona, USA
Autor: Zdeněk Bardon

Celý proces začíná sestavením negativní formy. Hlavními složkami jsou válcová vana, která nastavuje vnější tvar a hexagonální jádra z oxidu hlinitého a křemene. Zjednodušeně, je to materiál podobný opláštění raketoplánu. Jádra budoucích komor žebrovaného zrcadla se přišroubují k formě šrouby z uhlíkových vláken. Jedna po druhé až vznikne základ struktury včelí plástve. Dovnitř formy se doslova nasype hrubá drť borosilikátového skla s nízkou roztažností E6 vyráběného společností Ohara Corporation v Japonsku. 

Detail formy zrcadla. Laboratoř zrcadel, Tucson, Arizona, USA Autor: Zdeněk Bardon
Detail formy zrcadla. Laboratoř zrcadel, Tucson, Arizona, USA
Autor: Zdeněk Bardon

Množství je samozřejmě pečlivě odvážené a sklo musí být sterilně čisté. Pak se forma zaklopí. Za neustálého otáčení se postupně zahřívá. Po několika týdnech vznikne tavenina (1180° C) a díky neustálému otáčení i ideální rotační paraboloid. Pak se proces ohřevu pomalu obrátí. To znamená nastává dlouhý režim ochlazování. Jakmile je kotouč skla vychlazený, pec se otevře a speciálním lepidlem (silikonová pryž) se přilepí 36 ocelových podložek držáku. Odlitek kotouče vytáhne mostový jeřáb z formy a vloží se do připraveného držáku. V tuto chvíli jsou komory budoucího zrcadla zaplněny pěnou křemičité hmoty. Tedy zbytky původní formy. Odstraní se obyčejnou zahradní vysokotlakou „wapkou”. Vodní paprsek rozbije křehkou hmotu a vyplaví ji z komor skleněného kotouče. Očištěný polotovar s tloušťkou stěn ne větší než 1,5 centimetru se vloží na podložku zrcadla, která již obsahuje pneumatické aktuátory. S touto velmi komplikovanou podložkou se kotouč už nebrousí, ale jen leští do výsledné vlnoplochy na velmi sofistikovaném obřím stroji. Přesný paraboloidní tvar je broušen pomocí dopřádacího nástroje impregnovaného částicemi diamantu na numericky řízené frézce. Tento postup zlepšuje přesnost povrchu na přibližně 50 mikronů. Konečný tvar povrchu se dosáhne leštěním pomocí velmi jemné lešticí směsi s přesností lepší než 25 nanometrů. Kontrolu a měření tvaru vlnoplochy zajišťuje interferometr, který je v těsném sousedství leštícího stroje. O celý proces náročného dokončování výroby mamutího skleněného oka se starají počítače. Výsledkem je tvar paraboly s chybou ne větší než 1/25 vlnové délky světla. Pro typické modré světlo to znamená povrchovou přesnost řádově 15-20 nanometrů. A až se zrcadlo doleští, je v podstatě další obří dalekohled je na světě. Gigantické, velmi lehké a vyrobené v relativně krátké době.

Původní označení Laboratoře zrcadel. Tucson, Arizona, USA Autor: Zdeněk Bardon
Původní označení Laboratoře zrcadel. Tucson, Arizona, USA
Autor: Zdeněk Bardon

Po vyleštění předního povrchu zrcadla se použije sada 36 vakuových podložek a za pomocí podtlaku je skleněný disk přemístěn do přepravního boxu. Toto vakuové zvedací zařízení se používá i k zvedání a vytahování zrcadla z dalekohledu.Fantastická technologie, protože kdyby se zrcadlo vyrábělo klasickou poválečnou technologií, tak by výroba zabrala možná i deset let. Metoda rotační pece a voštinového zrcadla zkrátí proces na cca 1,5 roku! Měl jsem velké štěstí, protože v době mojí návštěvy se dokončovalo zrcadlo dalekohledu Large Synoptic Survey Telescope (LSST), česky - Velký celooblohový dalekohled. Tento hledač potenciálně nebezpečných asteroidů bude v provozu někdy v roce 2023. Observatoř se nyní jmenuje Vera C. Rubin Observatory a leží na hoře Cerro Pachón v Chile. Přibližně 100 kilometrů na východ od chilského města La Serena. Primární zrcadlo o průměru 8,4 metru s plochou tenisového dvorce je základem tak trochu „podivného” dalekohledu, který spíše připomíná „tlustý hokejový puk”, než klasický dalekohled. Ultra krátký tubus dalekohledu je přizpůsoben krátké ohniskové vzdálenosti - pouhých 10.31 m. To znamená neskutečnou světelnost f/1,18!

Leštění zrcadla dalekohledu LSST (průměr 8,4 m). Tucson, USA Autor: Zdeněk Bardon
Leštění zrcadla dalekohledu LSST (průměr 8,4 m). Tucson, USA
Autor: Zdeněk Bardon

Zmenšený model průřezu voštinového zrcadla- Tucson, USA Autor: Zdeněk Bardon
Zmenšený model průřezu voštinového zrcadla- Tucson, USA
Autor: Zdeněk Bardon

Laboratoř zrcadel pod stadionem Divokých koček. Tucson, Arizona, USA Autor: Zdeněk Bardon
Laboratoř zrcadel pod stadionem Divokých koček. Tucson, Arizona, USA
Autor: Zdeněk Bardon


Příště: Vatikánský dalekohled




Seriál

  1. Observatoře očima bačkorového astronoma
  2. Dalekohled Dr. Luboše Kohoutka
  3. První dvoumetr
  4. Dvojče Perkova dalekohledu
  5. Perkův dalekohled
  6. Dalekohled a medvědi na Rozhenu
  7. Dvoumetr pod Elbrusem
  8. Laserová observatoř
  9. Česká stopa v astronomickém ráji
  10. Dalekohled MPG 2,2 m na La Silla
  11. Legenda astronomie - Dánský dalekohled
  12. Lovec exoplanet
  13. Znovuzrození E152
  14. Hranatá kopule dalekohledu NTT
  15. Dalekohled a čokoláda
  16. Porodnice zrcadel
  17. Katedrála astronomie
  18. Dalekohled programu Apollo
  19. SkyCenter na Mount Lemmon
  20. John F. Kennedy a americký Stonehenge
  21. Dalekohledy města andělů
  22. Modré oko
  23. William Herschel Telescope
  24. Legenda československé astronomie


O autorovi

Zdeněk Bardon

Zdeněk Bardon

Zdeněk Bardon (nar.1961) je amatérským astronomem (www.bardon.cz) a jen za několik málo let oslaví půl století pod oblohou. Jeho vášeň k astronomii odstartovala kometa Kohoutek v roce 1973. Záhy navštěvoval hvězdárnu v Jaroměři a jako aktivní pozorovatel se několikrát zúčastnil astronomických expedic na Hvězdárně v Úpici. S vášní astrofotografa a srdcem technika si na střeše svého domu vybudoval malou robotickou observatoř a pojmenoval ji: „Bačkorová observatoř”. Její průmyslové řízení se stalo jakousi koncepční předlohou pro mnohem větší observatoře. Tak krátký příklad za všechny: Perkův 2-metrový dalekohled (AsÚ AVČR Ondřejov), observatoř OGS na Tenerife (ESA) a Dánský 1,54 m dalekohled na observatoři ESO, La Silla v Chile.

Je „otcem“ zakladatelem a současným předsedou soutěže Česká astrofotografie měsíce (ČAM), také členem několika astronomických organizací: Mezinárodní astronomická unie (čestný člen), Česká astronomická společnost (ČAS), Slovenský zväz astronómov (SZA) a profesionální Evropské astronomické unie (EAS). V roce 2018 Evropská jižní observatoř Zdeňkovi udělila čestný titul ESO Photo Ambassador. Také je autorem knihy: Bačkorový astronom. Od brýlových čoček až po NASA.

Štítky: Zdeněk Bardon


47. vesmírný týden 2021

47. vesmírný týden 2021

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 22. 11. do 28. 11. 2021. Měsíc bude v poslední čtvrti. Večerní obloha nabídne pětici planet, tři z nich viditelné pouhým okem – Venuši, Jupiter a Saturn. Aktivita Slunce je nízká. Svět nevěřícně sledoval, jak Rusko provedlo podobný test, jako kdysi Čína, když rozstřelilo družici, jejíž úlomky reálně ohrozily ISS. Úspěšný start si připsaly rakety Electron, CZ-4B a Rocket 3.3. Chystá se start Progressu s modulem Pričal. K dvojplanetce se vydá sonda DART. Před 320 lety se narodil Anders Celsius, který je znám díky zavedení naší teplotní stupnice, ale zabýval se také hvězdami a polárními zářemi.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

IFN v souhvězdí Andromedy (11h 20min)

Titul Česká astrofotografie měsíce za říjen 2021 obdržel snímek „IFN v souhvězdí Andromedy", jehož autorem je Martin Vyhlídal     Souhvězdí Andromedy je pravděpodobně jednou z nejčastěji fotografovaných oblastí naší noční oblohy. Díky tomu, že se v něm nachází nejjasnější ze

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Mlhoviny IC59 a IC63

Emisní a reflexní mlhoviny v okolí hvězdy Gamm Cass. Ve snímku jsou díky dlouhé expoziční době vidět i temné mlhoviny (molekulární oblak) které se na běžných úzkopásmových snímcích nevyskytují.

Další informace »