2394 Draivi Aitavad Eksoplaneete Avastada

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

Oma segmenteeritud primaarse peegli abil võtab ELT vastu elektromagnetilist kiirgust nähtava ja lähedase infrapuna lainepikkuse vahemikus. Spetsiaalse klaasi ja klaaskeraamika tehnoloogiarühm Schott toodab praegu peegli tugikomponente ESO (Euroopa Lõunavaatluskeskus) äärmiselt suure teleskoobi (ELT) jaoks. Peegel läbimõõt on 39 m ja kerge kogumise ala ligi 1000 m². Schott on juba tarninud teleskoobi optika neljanda peegli segmendid ja kaks 4 m klassi peeglikandurit ELT sekundaarse ja tertsiaarse peegli jaoks. Tšiili Atacama kõrbes asuv 3,046 m kõrgune Cerro Amazones on plaanis kasutusele võtta 2025. aastal.

Pildigalerii

12 pildiga pildigalerii

Põhipeegel koosneb 798 üksikust peeglisegmendist, igaüks läbimõõduga 1,40 m ja kaalub 250 kg. Kolm juhib igas asendis peeglielementi. Need positsiooniajamid (PACT) pärinevad ettevõttelt Physik Instrumente, kellega ESO on sõlminud lepingu. Kokku on vaja 2394 ajamit.

PACT-id fikseerivad vastavad segmendid, kuid kontrollivad aktiivselt ka positsiooni kolmes suunas (tõstmine ja kallutamine kahel teljel). Sel viisil saab korrigeerida peegli deformatsioone, mis on põhjustatud teleskoobi kõrguse, temperatuuri ja tuule jõu muutustest. Lisaks saab vibratsiooni kompenseerida.

Üheskoos koguvad segmendid kümneid miljoneid kordi rohkem valgust kui inimsilm ja kasutavad teadusinstrumentide juhendamiseks täiendavat optikat. Optimaalse valgusvihu teelt kõrvalekallete kompenseerimiseks ja pildivigade vältimiseks peavad peegli segmendid olema üksteisega täpselt joondatud.

Täituritele kõrged nõudmised

Segmentide liikumisulatus võib olla kuni 10 mm. Objekti jälgimise ajal jälgimiseks on kiirus tavaliselt mõne nanomeetri sekundis kuni +/- 0,45 µm / s. Keskmiselt ei tohi positsiooniline hälve olla suurem kui 2 nm. Kui teleskoop tuleb joondada mõne teise objektiga, on vajalik kiirus kuni +/- 100 µm / s. Liigutada tuleb märkimisväärseid masse: peegelsegment kaalub umbes 250 kg.

Näiteks peab üks ajam liikuma või hoidma koormusi tõmbejõu 463 N ja survejõu 1050 N. vahel Arvesse tuleb võtta ka ajami ja regulaatori maksimaalset lubatud heitsoojust. PI on selle nõudliku ülesande jaoks kohandatud hübriidajamiga.

Mootori spindli ajam koos pieso ajamiga

Hübriidajami põhimõte on kombineerida piezo ajamiga mootori spindli ajam, mis sobib suurteks koormusteks ja pikkadeks sõidukaugusteks. Kääviniidistikule ajendatud kõrge reduktoriga mille harjadeta, kõrge pöördemomendiga pöördemomendi mootor. Käigukast tagab mänguvaba töö ja tagab ühtlase ülekandearvu. Selle tulemusel saab mootorit mõõta väikeseks, isegi kui suured massid on liikunud. Suur vähendus toetab ka mootori iselukustumist, kui see on paigal.

Kõrgresolutsiooniga sensor töötab resolutsioon 100 picometers ja meetmed kõik ebatäpsusi mootori spindelajamiga. Piezo ajamid parandavad selle ebatäpsuse. Need on kapseldatud suletud metallist lõõtsaga, mis on täidetud lämmastikuga, nii et need on niiskuse eest kaitstud ja saavutavad positsioneerimislahenduse nõutava kasutusea 30 aastat isegi ebasoodsates keskkonnatingimustes.

Spetsiaalse kontrolleri abil juhitakse mõlemat ajamit üheaegselt ja seda juhitakse kõrgresolutsiooniga positsioonimõõtesüsteemi kaudu. Juhtimisalgoritmid käsitlevad mootorit ja piesosüsteemi ajamina ning võrdlevad tegelikku liikumist arvutatud trajektooriga.

Kasutajate kohtumine mehhatroonilise ajamitehnoloogiaga

Mehhatroonilise ajamitehnoloogia kasutajakohtumisel keskendutakse käikude, sidurite ja pidurite mehaanilistele komponentidele, samuti nende kujundusele, mõõtmetele ja koostoimele üldises mehhatroonilises süsteemis.

Rohkem infot

Lühikesed kooderi read väldivad signaali häireid

Drive elektroonika koosneb kahest funktsiooni plokkide: Kommutatsiooni elektroonika mootorsõidukite, interpoleerimine ja lõpplülitid asuvad otse ajami korpuse. See võimaldab lühiseid kooderi liine vältida signaali häireid. Seejärel ühendab üks kaabel ajami teise funktsiooniploki ehk välise elektroonikaga, mis juhib mootorit, piesot ja kooderit.

Sellel põhikontrolleril on kolme kanaliga struktuur. See tähendab, et peegelsegmendi kõigi kolme hübriidajami juhtimiseks on vaja ainult ühte sellist kontrollerit. Iga üksiku ajami jaoks on võimalik täpsustada sõidukäsklusi ja peegelsegmendi soovitud asukohta. Seejärel "tõlgib" kontroller sellise käsu oma kolme telje jaoks.

Hübriidajami juhtimispõhimõte

Hübriidajami juhtimispõhimõtet on lihtne mõista: mootori pinge tuletatakse pieso juhtimispingest. Mida suurem see pinge, seda kiiremini mootor töötab. Nii et pieso laienedes juhib mootor spindli samas suunas. Spindli töötlemata positsioneerimist täiendab pieso peen positsioneerimine. Samal ajal viib spindel pieso automaatselt nullpunkti lähedale. Siin on tal suurim võimalus positsiooni mõlemas suunas korrigeerida. Sel moel saab suhteliselt pikki teekondi ühendada ülitäpse positsioneerimistäpsusega.

Hübriidajami jõudlust on ESO kinnitanud ulatuslike testide käigus. Samuti hinnatakse paindliku kontrolleri kontseptsiooni, mis teeb hilisemad laiendused hõlpsaks.