El Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos (LSST) es un nuevo tipo de telescopio óptico que observará una zona del cielo nocturno más amplia que nunca. Una vez que esté operativo, sus tareas consistirán en buscar objetos cercanos a la Tierra que puedan suponer una amenaza de colisión y capturar eventos cósmicos efímeros que los telescopios convencionales no pueden detectar. Con el tiempo, el LSST creará un mapa tridimensional detallado del universo. Los astrónomos utilizarán estos datos para buscar materia oscura y comprender mejor la energía oscura.
El corazón del LSST es su enorme espejo de 8,4 metros (27 pies). A diferencia de otros telescopios ópticos, esta estructura única incorpora los espejos primario (M1) y terciario (M3) en una sola pieza de cristal. La precisión geométrica es esencial para garantizar imágenes de alta calidad.
Problema
El «monolito M1M3» se fundió en 2008 y luego se sometió a años de rectificado y pulido para lograr la precisión nanométrica necesaria. Con un espejo tan grande, la expansión y contracción debidas a las diferencias de temperatura podrían tener graves consecuencias tanto en las operaciones de rectificado y pulido como en el rendimiento durante el servicio.
Para detectar y compensar las diferencias de temperatura, el equipo de diseño del LSST concibió y desarrolló un sistema de control térmico personalizado. Esto requirió la unión de termopares de precisión a la parte delantera, trasera y al plano medio del espejo en 146 ubicaciones. Si se detectaba una diferencia de temperatura entre cualquiera de estas ubicaciones, el sistema de control aplicaba una corrección. Para un funcionamiento satisfactorio, las mediciones de la diferencia de temperatura debían ser repetibles y precisas hasta 0,1 ºC.
Solución
La mejor manera de alcanzar este nivel de rendimiento es utilizando termopares de alta calidad fabricados con cable del mismo lote. A diferencia de otros proveedores, OMEGA estaba preparada y dispuesta a cumplir este y otros requisitos exigentes. Gracias a nuestro gran funcionamiento de extrusión de aislamiento, teníamos cantidades significativas de cable de termopar del mismo lote disponibles. Después de que el equipo de diseño revisara nuestra capacidad de producción y nuestros procedimientos de control de calidad, obtuvimos el visto bueno para proceder con la fabricación.
Los termopares suministrados eran modelos estándar de la serie 5TC de OMEGA, pero fabricados con cable de termopar de límites de error especiales de un solo lote. Además, se manipularon y empaquetaron según las instrucciones del equipo del LSST. Todos los cables terminaban en conectores de alivio de tensión de OMEGA. El enrollado en grandes rollos permitió una uniformidad muy alta entre los numerosos termopares, lo que mejoró considerablemente la medición y el seguimiento de la temperatura en el gran número de ubicaciones implicadas.
Resultados
El equipo del LSST informó de que, gracias al uso de los termopares OMEGA 5TC, el sistema de monitorización de la temperatura funcionó según los requisitos del sistema de 0,1 ºC. Tras retirar más de 11 000 libras de material para crear la forma exacta necesaria, el espejo fue aceptado oficialmente el 13 de febrero de 2015.
Cuando el telescopio esté finalmente terminado, estos mismos termopares se utilizarán para la monitorización térmica continua del espejo. Un paquete de procesamiento digital utilizará estos datos del proceso para realizar la compensación de la distorsión causada por la expansión y contracción del espejo.
La construcción del LSST comenzó en 2011. Está previsto que el telescopio observe las estrellas por primera vez a mediados de 2020 y, al hacerlo, la calidad de la imagen se deberá en parte a la contribución de OMEGA.
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