Температура компонентов прототипа во время первой кампании E-TEST в эксперименте CSL (сплошные линии) и смоделированные кривые теоретической модели (пунктирные линии). Фото: Ульеж / CSL
Проект телескопа Эйнштейна вышел на новый этап: прототип E-TEST, разработанный в лабораториях ULiège и CSL, отправляется в Космический центр Льежа для прохождения ряда криогенных и вибрационных испытаний. Чтобы оптимально функционировать, будущее зеркало телескопа Эйнштейна должно выдерживать охлаждение до экстремальных температур и практически не подвергаться вибрации.
«Это была важная веха для этого уникального и амбициозного четырехлетнего проекта, который начался в 2020 году», — объясняет Кристоф Коллетт, инженер и координатор научного проекта в исследовательском подразделении аэрокосмической и машиностроительной компании ULiège. «У нас были некоторые задержки и неудачи из-за пандемии, доступа к материалам и увеличения сроков поставки, но благодаря решимости команды мы прибыли с готовым прототипом вовремя».
Собранный на заводе AMOS с августа по октябрь 2023 года прототип E-TEST был передан CSL в начале ноября для размещения в вакуумном баке FOCAL 6.5, который использовался для испытаний на охлаждение.
Чтобы избежать риска вибрации, прототип был помещен в пустую камеру диаметром 6,5 м и охлажден радиационно (бесконтактно). «В охлаждении этот метод, как правило, менее эффективен. Тем не менее, мы обошли проблему, увеличив поверхность обмена между холодной панелью и внутренним криостатом», — объясняет Кристоф Гродент, коммерческий директор CSL. «Панели охлаждались с помощью гелиевого ожижителя, который используется во всех наших криогенных приложениях».
Испытания начались 22 ноября, а равновесие было достигнуто 11 декабря 2023 года. За 18 дней температура объекта могла подняться от примерно двадцати градусов по Цельсию до примерно -250°C.
«Хотя мы надеялись получить температуру ниже 40 К, мы не ожидали достичь равновесной температуры на зеркале в 22 К. Тепловые панели достигли температуры от 14 до 17 К. Это меняет правила игры». Эти впечатляющие результаты демонстрируют качество криогенного оборудования и возможностей CSL.
Хотя прототип E-TEST еще должен быть в окончательной конфигурации, это не за горами. Сердце его работы, зеркало диаметром 45 см и толщиной 27 см, изготовленное из кремния, прибудет к концу 2024 года. Оно единственное в мире такого типа, и в настоящее время его производит американская компания. специализирующийся в данной области и единственный поставщик данного вида продукции.
«Мы работаем с алюминиевым зеркалом, очень похожим материалом, который мы покрасили в черный цвет, чтобы увеличить его излучательную способность», — объясняет Кристоф Коллетт. «Если это зеркало выдержит испытания на вибрацию, кремниевое зеркало также пройдет их с честью».
Эти испытания на вибрацию необходимы, поскольку они предоставляют информацию о внутреннем демпфировании зеркала и его способности оставаться стабильными. Одним из фундаментальных принципов проекта гравитационно-волнового телескопа является стирание вибраций Земли для достижения максимальной стабильности обнаружения волн.
«Первоначальные результаты обнадеживают, но еще предстоит внести некоторые улучшения. Это принцип прототипа: тестируйте, изучайте и улучшайте. Его система подвески повысит стабильность зеркала, которую в настоящее время изучает компания из Льежа. .»
Пока мы ожидаем прибытия кремниевого зеркала, прототип E-TEST не отложен на полку. «Проект продолжается, и мы проводим новые испытания в различных условиях, что позволит нам еще больше улучшить его характеристики. Более того, этот прототип также может быть эффективно использован другими исследователями, работающими над различными проектами в области детекторы гравитационных волн и другие смежные области».
Информация от: Льежским университетом
