L’Europe et les Etats Unis fabriquent Trois télescopes terrestres géants ! les plus grands jamais conçus !
1 – Extremely Large Telescope (ELT) de l’Observatoire Européen Austral (ESO) est un projet d’astronomie innovant qui nous permettra d’explorer l’Univers avec une profondeur et une précision jamais atteintes. Son miroir principal a un diamètre de 39 mètres. Ce sera le plus grand télescope au monde dans les domaines de l’optique et du proche infrarouge.
2 – Le Thirty Meter Telescope (TMT) est un projet ambitieux de télescope astronomique dont le miroir principal aura un diamètre de 30 mètres. Conçu pour être l’un des plus puissants télescopes optiques et infrarouges au monde, le TMT est destiné à fournir des images d’une clarté et d’une résolution inégalées, permettant aux astronomes d’explorer l’Univers de manière approfondie.
3 – Le télescope géant Magellan (GMT) est un télescope extrêmement grand conçu pour offrir une clarté et une sensibilité inégalées dans l’observation des phénomènes astronomiques. Avec un diamètre de 25 mètres, il utilise une technologie optique avancée, combinant sept miroirs primaires et sept miroirs secondaires pour atteindre la limite de diffraction de sa surface à sept segments.
L'Extremely Large Telescope (ELT) , entièrement CONCU EN EUROPE, commencera l'exploration de notre galaxie à partir de 2028
D’ici la fin de cette décennie, lorsque l’ELT commencera à fonctionner sur le Cerro Armazones dans le désert d’Atacama au Chili, il bénéficiera des ciels nocturnes parmi les plus clairs et sombres de la planète. Cela permettra des découvertes inédites qui bouleverseront notre compréhension de l’Univers. L’ELT explorera des galaxies lointaines et anciennes, aidera à lever le voile sur des énigmes telles que la nature des trous noirs et de la matière noire, et cherchera des signes d’éventuelles variations dans les constantes fondamentales de la physique. Il pourrait même être le premier télescope à détecter des signes de vie sur des planètes en orbite autour d’étoiles autres que le Soleil, nous poussant à revoir notre place dans le cosmos.
Grâce à sa conception novatrice à cinq miroirs, dont un miroir principal révolutionnaire de 39 mètres de diamètre, l’ELT de l’ESO sera une prouesse d’ingénierie moderne, repoussant les limites technologiques actuelles. Près de 80 % de son budget de 1,3 milliard d’euros sera alloué à des contrats industriels, et plus de 50 instituts participeront au développement des instruments de l’ELT, ouvrant ainsi de nouveaux marchés et stimulant les économies de haute technologie.
Ce projet véritablement international s’appuie sur les 60 ans de succès de l’ESO en matière de collaboration mondiale en astronomie, en mutualisant les ressources et les expertises. L’ELT rapprochera les citoyens des États membres de l’ESO en Europe, au Chili et à travers le monde de l’astronomie, tout en inspirant les générations futures.
ELT : Exploration du Système Solaire
Bien que notre système solaire soit la partie de l’Univers que nous connaissons le mieux, il reste encore beaucoup à découvrir. L’ELT sera capable de fournir des vues nouvelles et plus détaillées des objets familiers, offrant ainsi une perspective renouvelée sur notre place dans l’espace, il aidera les astronomes à :
1 – trouver des indices sur l’origine du système solaire grâce à l’observation des ceintures d’astéroïdes et de Kuiper. Ces zones abritent certains des objets les plus anciens du système solaire et sont les vestiges du disque de gaz et de poussière à partir duquel les planètes se sont formées.
2 – Étudier les objets les plus faibles du système solaire. Pour la première fois, des planètes comme Uranus et Neptune, qui ne peuvent aujourd’hui être étudiées en détail qu’à l’aide de sondes spatiales, pourront être observées avec une haute résolution depuis la Terre. L’ELT aidera également à découvrir des corps primitifs éloignés du Soleil, tels que des comètes trop petites pour être observées jusqu’à présent, et à déterminer leurs origines.
3 – Explorer les atmosphères et les systèmes météorologiques de nos voisins planétaires, Vénus et Mars, avec un niveau de détail sans précédent, complétant ainsi les données fournies par les missions spatiales. En outre, l’ELT apportera de nouvelles informations sur l’évolution des atmosphères et des surfaces des lunes de Saturne et de Jupiter, des lieux potentiellement propices à la vie extraterrestre au sein du système solaire.
OverWhelmingly Large Telescope (OWL)
Une étude conceptuelle a été menée pour un télescope géant optique-infrarouge avec un miroir primaire de 100 mètres de diamètre, appelé le **OverWhelmingly Large telescope** ou **OWL**. Ce projet ambitieux visait à construire l’un des plus grands télescopes du monde, capable de capturer des images d’une précision extrême et de repousser les limites de l’exploration astronomique. Le miroir géant de 100 mètres aurait permis d’observer les objets célestes les plus faibles et les plus éloignés de l’Univers, avec une résolution inégalée, ouvrant la voie à des découvertes révolutionnaires sur la formation des galaxies, des étoiles et même sur la recherche de signes de vie sur des exoplanètes.
Cependant, en raison des défis techniques et financiers considérables que ce projet représentait, il a été mis en pause au profit d’autres initiatives telles que l’Extremely Large Telescope (ELT), qui reste l’un des projets les plus ambitieux dans le domaine de l’astronomie moderne.
L’atmosphère terrestre fait scintiller les étoiles lorsqu’elles sont observées depuis la Terre, ce qui brouille les détails les plus fins du cosmos. Pour corriger ces distorsions, ainsi que celles causées par le télescope lui-même, l’ELT utilisera une technologie avancée d’optique adaptative, en partie spécialement développée pour ce projet. Cela inclut des caméras de détection très rapides et précises, capables de mesurer les distorsions atmosphériques, ainsi que de puissants lasers qui créent des étoiles artificielles près des objets d’intérêt pour faciliter les mesures. Ces mesures sont ensuite transmises à des ordinateurs en temps réel extrêmement rapides, capables de calculer les corrections nécessaires à appliquer au miroir M4, le miroir d’optique adaptative de l’ELT.
Ces faisceaux de lumière dirigés vers le ciel représentent les étoiles guides laser du futur ELT. Comme beaucoup d’autres systèmes de l’ELT, ces multiples étoiles guides laser sont essentielles à son fonctionnement, aidant le télescope à s’adapter aux conditions atmosphériques en constante évolution. Les informations recueillies sont envoyées au miroir M4 de l’ELT, qui ajustera sa forme pour compenser les distorsions causées par la turbulence atmosphérique. Cela permettra aux astronomes d’observer des détails plus fins et des objets astronomiques beaucoup plus faibles, ce qui ne serait autrement pas possible depuis le sol.
Instruments
Après que la lumière des objets astronomiques ait atteint les magnifiques miroirs de l’ELT et ait été collectée et corrigée, elle est envoyée aux instruments. La suite d’instruments prévue pour l’ELT comprend une variété d’outils différents, allant des caméras aux spectrographes, permettant aux astronomes d’observer et d’étudier le cosmos de plusieurs manières. Les quatre instruments de première génération de l’ELT (HARMONI, MICADO, MORFEO et METIS) commenceront à fonctionner lors de la première lumière technique ou peu après. Deux instruments supplémentaires (ANDES et MOSAIC) commenceront leurs opérations à une étape ultérieure. Tout au long de la vie du télescope, ces instruments seront mis à jour et d’autres seront installés pour étudier l’Univers avec un niveau de détail toujours plus grand.
M1 – Un miroir de 39 mètres de diamètre
Le miroir primaire M1 a pour objectif de collecter un maximum de lumière. En tant que plus grand miroir optique jamais construit, M1 pourra capter 20 fois plus de lumière que chacun des télescopes unitaires de 8,2 mètres du VLT de l’ESO, permettant ainsi aux astronomes de détecter des objets plus faibles et plus lointains que jamais.
M1 est sans conteste l’un des éléments les plus remarquables et complexes du projet ELT. Sa taille étant trop importante pour être fabriquée en une seule pièce de verre, le miroir concave de 39 mètres de diamètre sera composé de 798 segments, mesurant environ 1,5 mètre de large et 5 centimètres d’épaisseur, pour un poids total de 250 kilogrammes par segment, support compris.
Le bon fonctionnement des segments en tant que miroir unique nécessite une infrastructure et des systèmes de contrôle sophistiqués. Cela représente un défi majeur, car la structure entière est en mouvement permanent pendant les observations, subissant des influences du vent et des variations de température. Pour atteindre les performances scientifiques exigées, le miroir doit être maintenu en place et conserver sa forme avec une précision de quelques dizaines de nanomètres, soit 10 000 fois plus fin qu’un cheveu humain, sur l’ensemble de ses 39 mètres de diamètre.
M1, ainsi que les autres miroirs de l’ELT, sont fabriqués en Zerodur©, un matériau vitrocéramique très stable face aux variations de température. La fabrication des miroirs commence chez SCHOTT, en Allemagne, où les segments sont moulés et façonnés dans leur forme initiale. Ces segments sont ensuite envoyés à Safran Reosc en France, qui se charge de leur finition, du montage sur les systèmes de support, ainsi que du polissage et des tests. Enfin, VDL ETG Projects B.V. aux Pays-Bas est responsable de la fabrication et des tests des supports des segments, qui constituent la structure de base du miroir.
M2 et M3 – Le miroir convexe M2 sera suspendu au-dessus de M1 et renverra la lumière vers le M3.
Contrairement à la majorité des grands télescopes qui utilisent seulement deux miroirs courbes, l’ELT en utilisera trois. Le miroir convexe M2 sera suspendu au-dessus du miroir principal M1 et réfléchira la lumière vers M3. Ce trio de miroirs agira de concert pour permettre à l’ELT de l’ESO d’offrir une qualité d’image supérieure sur un champ de vision plus étendu.
Avec un diamètre de 4,25 mètres, M2 établira un nouveau record en devenant le plus grand miroir secondaire optique jamais utilisé sur un télescope, équivalent en taille aux miroirs primaires de nombreux télescopes actuels de classe mondiale. Un défi supplémentaire est que M2 sera suspendu à l’envers, à environ 60 mètres au-dessus du sol, soutenu par sa structure de support et ancré à la structure principale du télescope.
Le miroir M3, tout aussi imposant, mesurera 4 mètres de diamètre. Chaque miroir pèse plus de 3 tonnes, et une fois intégré à sa cellule et à sa structure de support, chaque ensemble atteindra un poids total d’environ 12 tonnes.
La fabrication des miroirs M2 et M3 est confiée à SCHOTT et Safran Reosc, tandis que la société espagnole SENER sera responsable de la conception et de la construction des cellules qui maintiendront ces miroirs en place.
M4 – Le plus grand miroir adaptatif jamais construit.
M4, le quatrième miroir de l’ELT, est une véritable prouesse technologique, et le plus grand miroir déformable jamais réalisé.
Ce miroir est la pièce maîtresse du système d’optique adaptative de l’ELT. Un “miroir adaptatif” signifie que sa surface peut être ajustée en temps réel pour corriger les turbulences atmosphériques, ainsi que les effets du vent et les vibrations de la structure du télescope provoquées par ses mouvements.
Le M4 utilise plus de 5000 actionneurs capables de modifier la forme du miroir jusqu’à 1000 fois par seconde. Associé au cinquième miroir de l’ELT, M4 joue un rôle clé dans la production d’images extrêmement précises pour les observations scientifiques. Avec un diamètre de 2,4 mètres, il sera composé de six segments minces en forme de pétales, d’une épaisseur de seulement 1,95 millimètre.
La fabrication du miroir M4 est assurée par SCHOTT et Safran Reosc. La structure porteuse des segments a été produite par l’entreprise française Mersen Boostec et polie par la société belge AMOS. Le consortium italien AdOptica est responsable de l’assemblage des segments et de la construction de l’ensemble du support.
M5 – Le plus grand miroir de tip-tilt au monde
Le M5 est le dernier miroir dans le chemin de la lumière collectée par l’ELT. Bien qu’il soit le plus petit miroir de l’ELT de l’ESO, il est également le plus grand miroir de tip-tilt jamais utilisé sur un télescope, et ses mouvements précis de basculement et d’inclinaison garantiront que les images sont stabilisées avant d’atteindre les instruments scientifiques.
Avec le M4, il fait partie du système d’optique adaptative du télescope, permettant à l’ELT de produire des images extrêmement nettes et de haute qualité. Une fois terminé, le M5 sera un miroir plat mesurant 2,7 × 2,2 mètres et sera construit à partir de six segments légers en carbure de silicium fusionnés ensemble. Safran Reosc fournira le miroir M5 ainsi que l’équipement auxiliaire nécessaire à sa manipulation, son transport, son fonctionnement et son entretien. Mersen Boostec fournira la surface de base légère du miroir et sera également responsable de la fourniture des moules de remplacement pour le M5 si nécessaire. La société espagnole SENER sera chargée de la conception, de la construction et de la vérification de la cellule pour le miroir M5, ainsi que de son système de contrôle et de l’équipement auxiliaire.
Le Projet de telescope géant (made in USA), le Thirty Meter Telescope (TMT)
L’enveloppe du TMT a plusieurs fonctions clés. Pendant la journée, elle doit protéger les systèmes de l’observatoire, faciliter une large gamme d’activités de maintenance, notamment en fournissant des grues pour le levage, et maintenir la température du télescope près de celle attendue durant la nuit. La nuit, elle doit s’ouvrir pour permettre les observations scientifiques tout en protégeant le télescope des rafales de vent, et en permettant un flux d’air suffisant pour maintenir les structures intérieures en équilibre thermique avec l’air extérieur, ceci afin de limiter la dégradation des images due à la turbulence de l’air dans l’enveloppe. Le contrôle de l’enveloppe est coordonné avec d’autres systèmes de l’observatoire (comme la structure du télescope) par le système de contrôle du télescope (TCS).
Le TMT a choisi un design d’enveloppe en calotte innovant et structurellement efficace qui, grâce à sa forme sphérique et son ouverture circulaire, répond aux exigences fonctionnelles clés avec une taille minimale et une masse inférieure (et un coût inférieur) à ceux des conceptions d’enveloppes précédentes.
Le miroir primaire
Le miroir primaire du télescope possède un rapport focal de f/1, choisi pour rendre l’ensemble plus compact, ce qui contribue à maintenir les coûts de la structure et de l’enceinte du télescope à un niveau raisonnable. Avec un diamètre de 30 mètres (98 pieds), ce miroir dispose également d’une longueur focale de 30 mètres grâce à ce rapport f/1.
Inspiré du succès des télescopes Keck de 10 mètres, le miroir primaire du TMT est constitué de 492 segments hexagonaux, chacun mesurant 1,44 mètre (56,6 pouces) d’un coin à l’autre. Les segments sont très proches les uns des autres, avec un espace de seulement 2,5 mm (0,1 pouce) entre eux.
Le design segmenté du miroir offre de nombreux avantages. Tout d’abord, la taille plus gérable des segments simplifie plusieurs aspects de la construction des grands télescopes, notamment la fabrication, les tests, la gestion des risques et le transport des miroirs et de leurs cellules. Il permet aussi de limiter les besoins en équipements de manutention lourde, comme les grues à haute capacité et les grandes chambres de revêtement sous vide.
Les segments sont fabriqués en Clearceram, un matériau en verre-céramique à expansion thermique nulle, et ont une épaisseur de 45 mm. La fabrication des ébauches de miroir est déjà bien avancée, avec plus de la moitié des segments produits. Le polissage des ébauches est réparti entre trois pays partenaires, et les travaux de polissage et d’usinage ont déjà débuté aux États-Unis. En parallèle, des segments ont été polis au Japon, et de nouvelles installations en Inde seront bientôt prêtes.
Chaque segment est soutenu par un système de support (SSA) qui le maintient en position tout en minimisant les distorsions dues à la gravité. Vingt-sept flexions fines sont fixées à l’arrière du miroir, et un système de pivot de type “whiffletree” répartit la charge de manière à limiter la déformation de la surface. Le support latéral, nécessaire lorsque le télescope est orienté vers l’horizon, est assuré par un diaphragme central métallique encastré dans le verre. La production des systèmes de support des segments et l’assemblage complet du miroir primaire sont en cours.
Le miroir secondaire
Le miroir secondaire réfléchit la lumière du miroir primaire et la convertit en un faisceau f/15 pour les instruments scientifiques. Ce miroir mesure 3,1 mètres (10 pieds) de diamètre, soit la taille des miroirs primaires de nombreux télescopes d’observatoires actuellement en service.
Il sera monté dans une cellule en acier qui contient les supports axiaux et latéraux du miroir. La cellule du miroir est maintenue en alignement dans le télescope grâce à un système de positionnement hexapode qui peut déplacer et incliner le miroir secondaire selon cinq degrés de liberté.
Miroir tertiaire
Le miroir tertiaire est un grand miroir plat, situé près du centre du miroir primaire, qui dirige l’image du télescope vers les instruments sur les plateformes Nasmyth. Ce miroir est de forme elliptique, mesurant 3,5 × 2,5 mètres (11 ½ x 8 pieds).
Le miroir tertiaire doit être capable de passer rapidement et précisément d’un instrument scientifique à un autre, et de suivre sur deux axes pour maintenir le faisceau aligné avec l’instrument lorsque le télescope change d’angle de zénith. L’un de ces axes (l’axe de “rotation”) coïncide avec l’axe optique du miroir primaire, tandis que l’autre (l’axe de “basculement”) est perpendiculaire à cet axe.
Le système de miroir tertiaire est en phase de conception, et un prototype à l’échelle 1/4 a été construit.
structure
La structure du télescope est conçue selon un montage en altitude-azimut (alt-az). Cela permet au télescope d’être relativement compact et offre des chemins de charge directs de la structure du télescope vers la base et les fondations.
Les plateformes Nasmyth sont situées à 7 mètres (23 pieds) sous l’axe d’élévation, afin de pouvoir accueillir les plus grands instruments qui seront montés sur le TMT. L’axe d’élévation du télescope est positionné au-dessus du miroir primaire. Cela permet au miroir tertiaire articulé de diriger la lumière scientifique vers les instruments, et la structure a été conçue pour offrir le dégagement nécessaire au chemin de la lumière allant de M3 aux stations d’instruments Nasmyth.
Les moteurs d’entraînement utilisés pour déplacer le télescope en azimut et en élévation seront des moteurs “linéaires” à entraînement direct, courbés pour correspondre aux grands rayons des arcs d’entraînement. Le retour de position sera assuré par des encodeurs à bande linéaire. Le contrôle est effectué par le système de contrôle du télescope (TCS), qui contrôle et/ou coordonne la structure, les optiques, les instruments scientifiques et les systèmes d’optique adaptative du télescope.
Étant donné que le TMT est une structure imposante, un ascenseur, une plateforme de service aérienne, des escaliers et des passerelles seront inclus pour accéder à tous les sous-systèmes montés sur le télescope. L’infrastructure pour acheminer et soutenir les lignes d’utilité (électricité, eau de refroidissement, air comprimé, réfrigérants, cryogènes, données, etc.) nécessaires aux sous-systèmes montés sur le télescope, appelée “Telescope Utility Services”, sera intégrée à la structure du télescope. La conception finale de ces services a été achevée en octobre 2020. Le télescope entier est composé de nombreux sous-systèmes. Le sous-système de la structure du télescope a terminé son examen final de conception en novembre 2019 et le premier de ses six examens de préparation à la production en avril 2021. Il est à noter que le système de manutention des segments a reçu des prix industriels pour son design impressionnant. Une vidéo montre le robot prototype de manutention de segments en action. La conception du système de réfrigération, du système de refroidissement cryogénique et du système de contrôle du télescope progresse également.
Systèmes de Contrôle Local au sein des Contrôles du Télescope
Système de Contrôle du Miroir Primaire
Le Système de Contrôle du Miroir Primaire maintient la forme globale du miroir primaire segmenté malgré les déformations structurelles causées par la température et la gravité, ainsi que par les perturbations dues au vent et aux vibrations (générées par l’observatoire et sismiques). Il peut être considéré comme un système de stabilisation qui travaille à maintenir la forme du miroir primaire en fonction de points de consigne déterminés au préalable, lesquels varient en fonction de l’angle zénithal et de la température. Le Système d’Alignement et de Phasage utilise la lumière des étoiles pour effectuer des mesures à partir desquelles les points de consigne de contrôle peuvent être déterminés.
Trois mouvements hors du plan (piston, inclinaison et rotation) de chaque segment sont contrôlés activement par le Système de Contrôle du Miroir Primaire via trois actionneurs de haute précision par segment. Un retour d’information au niveau nanométrique est fourni par deux capteurs situés à chaque bord inter-segment. En tout, le Système de Contrôle du Miroir Primaire contient 1476 actionneurs et 2772 capteurs.
Le Système de Contrôle du Miroir Primaire contrôle également les harnais de déformation active des segments, en se basant sur les mesures effectuées par le Système d’Alignement et de Phasage.
Système de Contrôle du Mont
Le Système de Contrôle du Mont fournit un contrôle servo des axes d’azimut et d’élévation du mont en fermant une boucle de position autour des moteurs et encodeurs montés sur le télescope pour suivre les commandes de pointage et de suivi émises par le Système de Contrôle du Télescope. Le Système de Contrôle du Mont réalisera des actions de pointage et d’acquisition, de suivi en boucle ouverte, de suivi en boucle fermée (c’est-à-dire, guidage), de décalage et de mouvements de basculement.
Les mouvements du télescope sont provoqués par des couples d’azimut et d’élévation fournis par des moteurs linéaires montés dans la structure du télescope. Les moteurs de l’axe d’élévation seront situés à la fois sur les basculeurs d’élévation gauche et droit. Le retour de position se fera via des encodeurs à bande montés autour de la base du télescope et le long des deux basculeurs.
Étant donné que le TMT a été conçu comme un télescope actif, pratiquement toutes ses fonctions dépendent de la performance de ces systèmes de contrôle. Par conséquent, le projet TMT accorde une attention considérable à cet aspect de l’observatoire, notamment dans le domaine de l’ingénierie des systèmes.
Connexions aux Autres Sous-systèmes
Le TCS fournit une interface avec le sous-système de miroirs secondaire et tertiaire (M2 et M3), l’enveloppe et le système de manutention des segments.
Le Telescope Géant Magellan (GMT)
Le projet a été lancé en 2003, avec une date d’achèvement estimée aux alentours du milieu des années 2030. Géré en tant qu’entité à but non lucratif, des centaines de millions de dollars du budget total de 2,54 milliards de dollars du télescope géant Magellan ont déjà été investis, et les infrastructures de soutien ainsi que les travaux de construction des services et des routes sur le site sont déjà achevés. Situé sur un sommet isolé au Chili, le télescope de 25 mètres de diamètre sera abrité dans une enceinte en acier mesurant 65 mètres de hauteur et 60 mètres de diamètre, dont la section supérieure doit pouvoir tourner à 360° en quelques minutes.
« Pour donner une idée des dimensions, imaginez un bâtiment de 22 étages dont les 18 étages supérieurs peuvent tourner », explique Bruce Bigelow, responsable des installations de l’enceinte et des infrastructures du télescope géant Magellan. La partie mobile de l’enceinte au-dessus du podium pèsera environ 5 000 tonnes. « Les portes qui s’ouvrent la nuit mesureront environ 14 étages de hauteur et pèseront chacune près de 500 tonnes — il s’agit d’une structure mobile considérable. »
L’ampleur de cette structure mobile présente plusieurs défis de conception uniques. En dehors du domaine de l’astronomie, Bigelow la compare au toit oculus mobile du Mercedes-Benz Stadium à Atlanta. « C’est l’un des toits mobiles les plus complexes jamais réalisés, et ils estiment qu’il est fonctionnel quelques fois par an. Nous prévoyons de faire tourner l’enceinte plusieurs fois par nuit, soit 330 nuits par an. »
1. Conception et caractéristiques
- Structure : Le GMT sera constitué de sept segments hexagonaux de miroir, chacun mesurant 8,4 mètres de diamètre. Lorsqu’ils sont assemblés, ces segments formeront un miroir primaire de 25 mètres.
- Focalisation : La conception utilise un système de focalisation de type Ritchey-Chrétien, permettant une meilleure correction des aberrations optiques et une large gamme de longueurs d’onde à observer.
2. Objectifs scientifiques
- Le GMT a pour objectif d’étudier des phénomènes astronomiques variés, tels que la formation des étoiles, l’évolution des galaxies, et la recherche d’exoplanètes. Grâce à sa taille, il pourra capturer des images de détails beaucoup plus fins que les télescopes actuels.
- Il sera également utilisé pour observer les objets les plus éloignés de l’univers, ce qui peut aider à comprendre l’histoire et l’évolution de l’univers.
3. Technologie de pointe
- Le GMT intégrera des systèmes de télescope adaptatif, permettant de compenser les distorsions de l’atmosphère terrestre en temps réel, ce qui garantit des images de haute qualité.
- Le télescope sera également doté de systèmes avancés de contrôle pour assurer un alignement précis des segments de miroir et optimiser les observations.
4. Statut du projet
- Le projet a commencé en 2003 et devrait être achevé dans les années 2030. Une part significative du budget de 2,54 milliards de dollars a déjà été investie dans les infrastructures et les systèmes nécessaires.
- Le GMT est géré par une organisation à but non lucratif, et il est soutenu par plusieurs institutions et universités à travers le monde.
5. Impact et collaboration
- Le GMT est considéré comme un projet de collaboration internationale, attirant des scientifiques et des chercheurs du monde entier pour partager des données et des découvertes.
- En plus de son impact scientifique, le GMT contribue à la recherche astronomique mondiale et pourrait jouer un rôle clé dans la compréhension de l’univers.
Le concepteur, IDOM, basé à Bilbao, en Espagne, a une expérience dans la conception d’enceintes pour grands télescopes, mais cette nouvelle classe de télescopes pose des défis inédits. “Cette structure entière peut tourner à 360° en quatre minutes, et nous contrôlons le flux d’air [au-dessus] du télescope pendant l’observation,” déclare Tom Lorentz, président des opérations en Amérique du Nord pour IDOM et principal responsable du projet du Giant Magellan Telescope.
Les vents forts constituent également un problème sur le site d’observation en montagne. Un écran de protection mobile peut être déployé pour protéger le télescope si nécessaire, tandis que 92 modules de ventilations à quatre unités aident à rediriger le vent loin de l’instrument. “Il y a beaucoup de pièces et de mouvements,” souligne Lorentz. Le télescope est également situé dans une zone sismique très active, ce qui nécessite un système complexe d’isolation sismique pour protéger le télescope en cas de tremblement de terre tout en maintenant la rigidité de l’enceinte pendant les observations nocturnes.
“La monture du télescope est une structure séparée – elle possède un système d’isolation sismique à sa base,” explique Lorentz. Le pilier sur lequel il repose est un cylindre en béton de 22 mètres de diamètre, doté de son propre système d’isolation sismique multi-niveaux. “Ainsi, 24 pendules et 24 fusibles sismiques permettent au télescope de rester rigide jusqu’à un événement sismique, puis lui permettent de bouger librement pour éviter des dommages.” La structure mobile est également équipée d’un système de recentrage pour la remettre en place après un événement sismique, ainsi qu’un système de vérins hydrauliques pour soulever l’ensemble pour des réparations.
Ce niveau de préoccupation face au risque sismique n’avait pas été pris en compte dans les générations précédentes de grands télescopes optiques, explique Lorentz. “Avant ceux que nous [concevons] maintenant, ces structures étaient perçues comme capables de survivre à des tremblements de terre sans effort supplémentaire. C’était une erreur, et certains grands télescopes au Chili et à Hawaï ont été endommagés lors d’événements sismiques.”
IDOM travaille sur la conception depuis deux ans, ayant effectué plusieurs examens de conception en cours de route, y compris un examen approfondi par un panel d’experts externes du monde entier. “Le niveau d’analyse pour l’enceinte, compte tenu de la structure mobile, des charges de vent et des risques sismiques, a nécessité un haut niveau d’ingénierie système et de contrôle qualité,” déclare Bigelow.
Le GMT de 25 m fait partie de cette nouvelle génération de télescopes. Son miroir primaire est constitué de sept miroirs légers en nid d’abeille de 8,4 m, ce qui le distingue du Télescope de Trente Mètres, qui comporte 492 segments de 1,4 m, et de l’Observatoire Austral Européen, dont le télescope ELT mesure 39 m avec 798 segments de 1,4 m. La conception en nid d’abeille offre les miroirs les plus rigides et les plus légers jamais fabriqués, minimisant ainsi les déformations causées par la gravité et le vent. L’utilisation de segments de 8,4 m garantit un front d’onde lisse sur de larges fractions de l’ouverture et, en combinaison avec le miroir secondaire adaptatif segmenté, facilite l’alignement et la mise en phase du télescope. Les segments du miroir primaire sont fabriqués au Richard F. Caris Mirror Lab de l’Université de l’Arizona. Les deux premiers segments hors axe sont terminés, et les segments 3 à 6 sont en différentes étapes de fabrication. Les segments sont numérotés dans l’ordre de leur fabrication ; le segment 4 est le segment central.
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