Med sikte på stjärnorna

Ett annat sätt att uttrycka det på är att bildinstrumentet är som en kameraapp på din mobiltelefon med vilken du kan ta bilder på kärnan av en galax 53,5 miljoner ljusår bort. Men det är också en app som väger 9,5 ton, har 139 motorer och tog ett lag av internationella ingenjörer tio år att bygga.

Ralf-Rainer Rohloff har varit med i LINC-NIRVANA-projektet från början. Han är ingenjör och chef för Mechanical Design Office på Max Planck-institutet för astronomi i Heidelberg i Tyskland. Han säger att cirka 40 ingenjörer från många olika områden för närvarande jobbar med projektet, samt flera astronomer.

– När instrumentet planerades var astronomerna med på möten mellan vetenskapsmän och ingenjörer där vi diskuterade vad som var möjligt. Astronomerna behövde lite teknisk bakgrund, så att de förstod vad vi sa, och vi behövde veta lite om astronomi, så att vi förstod vad de ville ha, säger Rohloff.

Instrumentet kommer att ha ett antal olika funktioner, bland annat att återge planeter utanför vårt solsystem och att studera universums mest avlägsna galaxer. Storleken på och kostnaderna för LINC-NIRVANA-projektet har gjort att flera institut från olika delar av världen varit involverade i dess utveckling. Rohloffs institut ansvarar för att koordinera arbetet med de tyska instituten som jobbar med instrumentet, i samarbete med institut i Italien och USA.

Instrumentet stod färdigt i juni 2015 och packades sedan försiktigt ned under sommaren och fraktades från Tyskland till Arizona i september. Rohloff och resten av arbetslaget besökte Arizona i november för att genomföra ett antal tester av instrumentet på plats.

– Det var väldigt spännande för vi hade inga egentliga problem och allting passade ihop. Konstruktions- och utvecklingsprocessen hade varit lång och därför var vi väldigt glada över att allt gick så smidigt. Den sista installationen kommer att ske under 2016, säger Rohloff.

När ett instrument på 9,5 ton monteras på ett extremt känsligt teleskop är precision och stabilitet av största vikt. Nord-Lock killåsningsbrickor och Superbolt muttrar valdes för att montera instrumentets stomme på teleskopsockeln och har därmed spelat en viktig roll.

– Vi valde Nord-Lock killåsningsbrickor och Superbolt muttrar eftersom de är säkrast. När vi letade efter lämpliga brickor upptäckte vi att 70 procent av dem egentligen inte är särskilt säkra. I vårt fall måste instrumentet vara helt säkert fastsatt – även om det bara skulle förskjutas några hundradels mikroner vore det helt oacceptabelt, säger Rohloff.

Produkter från Nord-Lock valdes också eftersom utrymmet är begränsat och en mycket precis klämkraft måste uppnås i skruvförbandet.

– Stora verktyg får inte plats runt instrumentet. Med Nord-Lock Superbolt kan vi erhålla exakt förspänning med ett litet verktyg – och det är en stor fördel, säger han.

Projektet har pågått i tio år och nu är det snart slut, men Rohloff säger att han har mängder av andra projekt att hålla sig sysselsatt med. I sitt jobb kommer han ofta till avlägsna platser med torrt klimat som passar utmärkt för teleskop – från öknar i Spanien till bergstoppar i Chile. Han säger att han alltid har varit fascinerad av astronomi.

– Redan när jag var barn var jag intresserad av astronomi. Jag byggde till och med ett eget litet teleskop, så för mig är det helt fantastiskt att jag nu hjälper till att bygga ett av de största i världen, säger han.

LINC-NIRVANA

LINC-NIRVANA, bildinstrumentet för nära infrarött ljus, kommer att utnyttja LBT-teleskopets hela binokulära kapacitet. Med instrumentet superpositioneras ljuset från de två 8,4 meter stora tuberna till en och samma detektor med en upplösning jämförbar med ett teleskop med en diameter på 23 meter.

Måtten på LINC-NIRVANA är ungefär 5 x 4 x 4,5 meter, det väger 9,5 ton och har 139 motorer. Med tanke på de extrema krav som ställs på ett sådant system är det absolut kritiskt att instrumentet och den optiska bänken bibehåller sitt tredimensionella läge, och det får inte förekomma några felaktigheter hos komponenterna.

I en galax långt, långt borta

Med det nya astronomiska instrumentet för det stora LBT-teleskopet (Large Binocular Telescope) kommer astronomer att kunna se planeter och galaxer på extremt stort avstånd. En galax astronomerna kanske kommer att studera är den gigantiska elliptiska galaxen Messier 87 (M87), även känd som Virgo A och NGC 4486. Den upptäcktes 1781 av den franske astronomen Charles Messier och har varit populär bland astronomer ända sedan dess.

M87 ingår i Virgohopen, som ligger ungefär 53,5 miljoner ljusår bort. Galaxen innehåller en ovanligt stor mängd så kallade klotformiga stjärnhopar, nämligen cirka 12 000, vilket kan jämföras med 150–200 i Vintergatan.
LBT-teleskopet skulle då främst användas till att undersöka kärnan i den här galaxen. Från kärnan skjuts det ut en nästan 5 000 ljusår lång stråle av högenergirik plasma i relativistisk hastighet. Plasman kommer från ett supermassivt svart hål i galaxens mittpunkt.

Bilden ovan visar hur kall materia från Virgohopen faller mot M87:s kärna. När den kalla materian träffar den relativistiska strålen genereras tryckvågor i galaxens interstellära medium.

Den perfekta platsen

För att uppnå optimala resultat måste moderna teleskop vara placerade i en speciell miljö. Bland kraven för markbaserade observatorier finns många klara nätter per år samt minimal ljusförorening från bebodda områden och låg närvaro av vattenånga i atmosfären. Det är anledningen till att teleskopen är placerade i torra områden på hög höjd, till exempel i sydvästra USA. LBT-teleskopet ligger på 3 221 meters höjd på Mount Graham i Arizona.

Nord-Locks lösning

Kund: Max Planck-institutet för astronomi i Heidelberg i Tyskland.
Slutkund: LBT (Large Binocular Telescope).
Plats: Mount Graham, Arizona, USA.
Applikation: Montering av ett astronomiskt instrument på teleskopsockeln.
Nord-Locks lösning:: 30 Superbolt CY-M20 muttrar och killåsningsbrickor.
Produktfördelar: Absolut stabilitet med noll glidning. Möjlighet att applicera exakt rätt åtdragningsmoment trots litet utrymme.