레이저 기술로 생성된 인공별.

하지만 과학 연구 분야에서는 이미 망원경을 통해 인공 별을 생성하고 있습니다. 네덜란드 응용과학연구기구 (Netherlands Organisation for Applied Scientific Research) TNO 유럽 남방 천문대 (European Southern Observatory, ESO) 초거대망원경 (Very Large Telescope, VLT) 위한 투사 시스템을 개발했습니다. '광학 튜브 조립체 (Optical Tube Assemblie OTA)'라고 불리는 복합 투사 시스템은 인공별을 생성합니다. 개의 맥슨 브러시리스 플랫모터, 스핀들 드라이브 엔코더를 장착한 고정밀 드라이브 시스템이 레이저의 정확한 위치를 보장합니다.

유럽 남방 천문대 (European Southern Observatory ESO ) 세계에서 가장 성공적인 천문학 연구 기관입니다 . 1962 년에 설립된 후부터 ESO 천문학자들과 천체 물리학자들에게 최첨단 기술의 연구 시설을 제공하고 있습니다 . 유럽 천문학의 핵심 장비는 칠레의 파리날 산에 위치해 있는 초거대망원경 ( Very Large Telescope VLT ) 으로 적외선 가시광선 영역의 관측을 위한 최적의 조건을 제공합니다 . VLT 최첨단 광학 기구로 4 개의 망원경 유닛 ( UTs ) 또는 반사경 직경이 8.2 미터인 ' 망원경 ' 레일에 마운팅된 4 개의 이동식 보조 망원경 ( Auxiliary Telescopes ATs ) 으로 구성되어 있습니다 . 네덜란드 응용과학연구기구 ( Netherlands Organisation for Applied Scientific Research ) TNO 가 이 VLT 를 위해 ' 광학 튜브 조립체 ( Optical Tube Assemblie OTA )' 라고 불리는 투사 시스템을 개발했으며, 이 시스템을 통해 레이저를 대기에 쏘아 올려 인공 별을 생성합니다. 광학 튜브는 ' 4Laser Guide Star Facility ' ( 4LGSF ) 중요한 요소로 , VLT 사용되는 Adaptive Optics Facility (AOF) 라고 불리는 적응 제어 광학을 이용한 차세대 망원경 입니다 . 4LGSF 4 개의 강력한 20  W 레이저로 구성되어 난기류에 의한 VLT 이미지 왜곡을 보정합니다 . 그뿐만 아니라 새로운 레이저 시스템으로 나은 망원경의 시야가 확보됩니다 .

 

일반적으로 망원경은 하늘에서 입사광을 포집해 기구에 집중시킵니다 . 그러나 이 새로운 기술로 다른 방식의 접근이 가능해집니다. 망원경은 하늘에 레이저 빔을 투사하여 광점을 생성하기 위해 사용되며, 이 레이저 빔은 해발고도 90 km 의 소듐 층의 원자들의 움직임을 활발하게 하여 빛을 발하게 합니다 . 이는 해발고도 90 km 에서 45 mm 의 위지 정확도를 보입니다 . 이렇게 발광하는 반점들은 인공 별의 역할을 해 과학자들의 천체 관측을 수월하게 합니다. 4 개의 인공 별로 VLT 의 초점을 향상시킬 수 있었습니다 .

필드 선택 ( Field Selector ) 메커니즘에서의 맥슨 드라이브 시스템
OTA 구조는 빔을 20 배까지 확장시키는 레이저 빔 익스팬더와 능동적인 - 틸트 ( Tip-and-tilt ) 거울 , 필드 선택 메커니즘 ( Field Selector Mechanism FSM ) 으로 이루어져 있습니다 . 메커니즘은 - 틸트 동작만을 허용하는 멤브레인 스프링과 버팀대의 결합체와 연결되어 있습니다 . FSM 반사경의 직경은 100  mm 이고 평면상의 2 개의 직교축 주위로 반사경면과 평행하게 회전시킬 있습니다 ( 사진 2). FSM 반사경의 회전은 하늘에서 레이저 각도의 비대칭 감소 반응을 야기합니다 . 반사경은 탄력적인 여닫이로 되어있으며 고강도의 자동 잠금 액추에이터로 조정됩니다.   필요한 절대적 정확도를 얻기 위해 기준에 대한 반사경의 방향을 직접 측정하는 센서가 사용됩니다.

맥슨 모터의 드라이브 시스템은 FSM 거울의 정밀한 팁- 틸드 구동을 통해 하늘을 향한 레이저의 정확한 정렬을 책임집니다 . 한 망원경에는 FSM 유닛 당 2 개의 모터가 탑재됩니다. 액추에이터의 설계에 있어서는 무엇보다 동적 범위에 대한 요건이 결정적이지만, 시중에서 자동 잠금 기능을 갖춘 액추에이터는 매우 드뭅니다. 따라서 TNO 는 볼 스크류 스핀들이 내장된 플래너터리 기어를 갖춘 맥슨의 스핀들 드라이브를 기초로 고정밀 스프링 변속기를 개발했습니다 . 기능적 원리는 모터가 회전함에 따라 너트가 연성 스프링을 압축시키고, 연성 스프링은 반사경 받침대와 연결된 강성 스프링에 힘을 가합니다 ( 그림 3). 연성과 강성 스프링의 강비는 1:22 , 너트의 움직임은 반사경 22 번의 미세 운동의 결과로 나타납니다. 이 원리는 FSM 의 동적 거동을 다소 제한시키는 반면 해상도를 극적으로 높여줍니다 . FSM 유닛 내의 한정된 공간은 사용할 수 있는 부품의 크기를 제한하기 때문에 브러시리스 플랫모터가 이 어플리케이션에 적합했습니다 .

2015 , 칠레의 파라날 천문대( Paranal Observatory ) 의 첫 번째 망원경에 이 새로운 레이저 기술이 적용됩니다. 이 외에도 ESO 는 다른 망원경에도 이 기술을 사용할 계획을 세우고 있습니다 .   가시광선 및 적외선을 위해 직경 40 m 의 반사경을 갖추고 있는 세계 최대의 망원경으로서 완공을 앞두고 있는 유럽 초극대망원경 (European Extremely Large Telescope E-ELT) 도 이 레이져 기술을 갖추게 됩니다. 미래에는 더욱 정확한 관측이 가능할 것입니다.

 © maxon motor ag

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