Поиск

Замена главного зеркала БТА


С опозданием таки напишу немного по этому поводу.

Итак, с 2007 года зеркало №1 пребывало в цеху ЛЗОС, где его по мере поступления финансов полировали. С поврехности сняли по разным сведениям от 8 до 11 миллиметров стекла и отполировали под контролем забугорного компьютера малым полировальным кругом. Правда, управлял этот компьютер только перемещением станины с полировальным кругом, поворотным столом он не управлял (возможно, механизм вообще не работает уже? иначе я теряюсь в догадках, почему зеркало для вывешивания поворачивали вручную, подробней можно почитать в моей прошлогодней записи). Вот так выглядело зеркало на станке ЛЗОС:

Необходимость замены зеркала назрела еще давно, так как, во-первых, качество материала заготовки №2 значительно хуже, чем у заготовки №1 (по свильности, пузырчатости и неоднородности плотности), зеркало как будто бы расстреливали:

во-вторых, первое время зеркало алюминировали довольно-таки часто, а каждое алюминирование — это неизбежный урон, нанесенный поверхности зеркала (щелочи, натирка «Крокусом», шарканье подошвами…). Чуть больше 10 лет назад директор САО даже предлагал рассмотреть возможность замены 6-м зеркала на 8-метровое (но это совсем уж фантастический проект), но решили остановиться на реанимации старого зеркала, которое из-за примитивности автоматики 60-х годов изготовили с дефектами. На первом фото хорошо видно большие вклейки, ими закрыли крупные пузыри. Так вот, для гарантии того, что форма будет более-менее соответствовать заданной, полировали большим полировальником, который «скакал» на границах вклеек, разбивая стеклянную поверхность. Так появились огромные располировки. В архивах можно поискать фотографии БТА, работающего на зеркале №1 с 1974 по 1979, с установленными на верхнем кольце жестяными масками, закрывающими дефектные области.
Результаты прошлогоднего анализа интерферометрическим методом и датчиком волнового фронта показали, что располировки стали значительно меньше, их площадь в разы меньше располировок зеркала №2, на котором работал телескоп с 1979 года. Если поверхность зеркала впишется в ТЗ, то останется лишь потратить еще пару-тройку миллионов рублей на завершение модернизации ВУАЗ (вакуумная установка алюминирования зеркала), и все будет хорошо. Пока что алюминирование полноценно быть выполнено, к сожалению, не может. Немного о начале модернизации можно почитать в отчете СЭК БТА за прошлый год.
14 февраля этого года зеркало прибыло в поселок.

Естественно, все работы, связанные с заменой зеркала, должны проводиться в теплое время года, так как необходимо проводить такелажные работы с 40-тонной стекляшкой. Да и просто демонтировать разгрузки на морозе — не очень-то приятная работа. В удивительно хорошие (для данного-то времени года!) ночи 1 и 2 мая прошли последние технические наблюдения, и начался процесс замены.
Конечно же, 40-тонное зеркало просто так в оправу не засунешь. С этой проблемой столкнулись еще в 40-х гг прошлого века строители 5-метрового телескопа Хейла, но там еще и монтировка была экваториальной. Альт-азимутальная монтировка позволила решить проблему разгрузки зеркала: на экваториальной монтировке нет четкого направления вертикали, зеркало может быть ориентировано как угодно в оправе относительно направления силы тяжести, поэтому американцам пришлось буквально отливать зеркало в виде единого целого с оправой. Для 14 тонн это еще работало, но для бóльших размеров — уже никак. В данном же случае телескоп (в отличие от любительских, где транзит трубы через зенит невозбраним) может наклоняться лишь от горизонта до зенита, таким образом, рычажный разгрузочный механизм может автоматически решить проблему, которую сейчас решают компьютеры. Зеркало БТА поддерживают 60 разгрузок, их хорошо видно на этой фотографии

Еще в апреле механики начали подготовку. В том числе — снятие белых крышек с задней части оправы телескопа и индивидуальных крышек разгрузок. Кто видел телескоп в «обычном состоянии», помнит, что все это обычно закрыто белыми крышками. Далее телескоп заштырили в зенитном состоянии специальными домкратами и начали процесс демонтажа разгрузок. Вот так выглядит одна разгрузка:

(на фото разгрузка установлена на специальном столе для монтажа-демонтажа). Нижний груз (радиальная разгрузка) удерживает зеркало в положении «на ребре», беря на себя всю нагрузку, когда телескоп лежит в горизонте. Два груза поменьше (торцевая разгрузка) через систему рычагов упираются в кольцо, поддерживающее при помощи специальной корзины зеркало в положении «плашмя», беря на себя всю нагрузку при положении «зенит».
Операция демонтажа разгрузок завершилась неожиданно быстро, поэтому мне в авральном режиме пришлось заниматься аттестацией термодатчиков для БТА, которые в этот вторник мы успешно наклеили. Без помощи двоих сотрудников процесс затянулся бы (ну не успел бы я одновременно и мультиплексор сделать, и провода на термодатчики распаять, и подготовить их к поклейке; да и собственно сама поклейка прошла очень быстро).
Саму замену зеркала тоже достаточно быстро провели: управились за один рабочий день, 18 мая. Для замены такой тяжелой детали использовался 110-тонный козловой кран

Последний раз до этого он работал при погрузке зеркала №1 на трейлер в 2007 году.
Для зеркала №2 подготовили старый контейнер, в котором с 1979 по 2007 годы хранилось на улице зеркало №1 (собственно, в этом же самом месте данный контейнер и стоял, занимая сразу два парковочных места)

Если в 2007 зеркало грузили при помощи лент, то для настоящей операции на ЛЗОС изготовили ГЗУ — грузозахватывающее устройство. Его можно было увидеть на моих прошлогодних фотографиях с ЛЗОС.

Начальник мех. участка, А.М. Притыченко.

Директор САО, В.В. Власюк.

Несмотря на то, что купол БТА — самый большой в мире, все равно места внутри не так уж и много. И единственный подходящий для замены зеркал участок — рельсы между телескопом и моечной.

Без разгрузок зеркало покоится на шести опорах, позже можно будет их увидеть.
В процессе алюминирования снимать разгрузки не требуется (иначе алюминирование затянулось бы уж очень надолго), для герметизации камеры с нижней части зеркала каждый люк, закрывающий разгрузку, заменяется на толстый с резиновой прокладкой (еще раз предлагаю посчитать, с какой силой давила бы на зеркало атмосфера, если бы с нижней его части тоже не было бы вакуума). Транспортировка зеркала в оправе выполняется при помощи трех штатных тележек. А для того, чтобы эту 80-тонную конструкцию перемещать вертикально, в платформе телескопа установлено три домкрата:

Такие фотографии нечасто получается сделать:

Положение зеркала в оправе контролируется часовыми микрометрами. Справа от магнитной стойки виден рычажный механизм, позволяющий вывести торцевой и радиальный микрометры вниз — за пределы оправы зеркала, где их удобно контролировать в позиции телескопа «зенит» (можно и в других положениях, но для этого нужно кого-нибудь спускать на тельфере). Возможно, мы заменим эти индикаторы на электронные (или дополним электронными), чтобы удобней было мониторить положение зеркала в оправе во время работы телескопа. В этом случае можно будет и от гистерезиса зеркала избавиться, если внедрить данные в АСУ телескопом. А возможно, у данного зеркала все нормально с центром тяжести (по крайней мере, по результатам взвешивания там все очень хорошо) и ощутимого гистерезиса не будет.

На старом зеркале тоже было закреплено достаточно много термодатчиков, но их не было внутри разгрузок: только на нижней, боковых и краях рабочей поверхности.

Потом я забрался на стойку Н2 и фотографировал уже оттуда

Итак, ГЗУ вводят в подкупольное:

Потихоньку его опускают на зеркало:

Процедура длилась достаточно долго, у меня прилично затекли ноги и пришлось периодически слезать с насиженного места, чтобы размяться.
В процессе замены ГЗ БТА принимали участие также специалисты ЛЗОС.
Вид вниз с опоры Н2:

Администрация наблюдает за процессом:

В.В. Власюк, Д.О. Кудрявцев, Е.И. Кайсина.

И вот зеркало начали потихоньку поднимать:

Зеркало все выше и выше:

Только на этой фотографии получилось поймать одновременно обоих руководителей процесса замены:

Ю.М. Маметьев (слева) и А.М. Притыченко (справа).

Зеркало показалось на улице:

Здесь я слез со своего убежища и полез на балкон, чтобы снимать дальше. Зеркало все ближе и ближе к своей цели:

На улице собралось достаточно много народа:

Контейнер открыт и ожидает зеркало:

А тем временем внутри:

Вид на «голую» оправу:

Хорошо видно 6 фиксирующих опор, четыре опоры для предотвращения вращения зеркала в оправе, а также «тест-разгрузка» — временное устройство, установленное для точной установки зеркала по углу.
Катки:

Пока оправа свободна, надо ее вымыть (последний раз это делалось в 1979):

В.М. Максимова

И вот зеркало подходит к контейнеру:

За процессом наблюдали даже с вершины «кобры»:

С первой попытки посадить зеркало не удалось: ГЗУ уткнулось в центральный штырь, изрядно его погнув и процарапав внутренний стакан зеркала:

Штырь в спешном порядке пришлось скручивать:

Вблизи хорошо видно главное отличие старого контейнера от нового: огромное количество термодатчиков, смонтированных внутри.

Процесс снимали и телевизионные журналисты:

Зеркало благополучно село на посадочное место:

Далее я уехал на работу, чтобы продолжить работу над мультиплексором I2C для аттестации термодатчиков, и не застал процесса водружения зеркала №1 в оправу. Процесс занял довольно-таки много времени. Наибольшую сложность вызвала центровка зеркала, но все прошло успешно.
Судя по видео с наших камер, работающих внутри подкупольного, сейчас зеркало в оправе уже закатили под телескоп и завтра начнут процесс монтажа его на телескоп.

eddy_em.livejournal.com

Добавить комментарий