FAULHABER motor ve sistemlerinin kesinliği sayesinde evrendeki yıldızların, galaksilerin ve karadeliklerin haritaları çıkarılıyor

Bu görevin galaktik boyutları var: Önümüzdeki 5 yıl içerisinde, SDSS V dört milyon yıldız ve 300,000 karadeliği gözlemlemenin yanında, spektrum ve materyal bileşenlerini analiz etmeyi, kozmik gelişim hikayelerini modellemeyi ve galaksinin doğumunun fiziksel modellerini doğrulamayı planlıyor.

Bunların yanı sıra, kuzey ve güney yarım küredeki iki büyük ölçekli optik teleskop bu büyük uluslararası proje için kullanılacak. Fiber optikler, gök cisimlerinden gelen ışığı toplarlar. Her bir fiberin son derece hassas bir şekilde hizalanması ise FAULHABER motorları tarafından çalıştırılan 500 küçük robot ile mümkün oluyor.

SDSS, "Sloan Digital Sky Survey" (Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması) anlamına gelen ve dünyanın dört bir yanından astrofizikçilerin işbirliği ile oluşturulmuş bir birliktir. Geçtiğimiz yıl şimdiden evrenin en büyük 3 boyutlu haritasını sunarak astronomik araştırmalarda bir kilometre taşı oluşturmuşlardır. Çok sayıda teleskop ve diğer bilimsel araçlarla donatılmış bu araştırmacılar, sürekli olarak çeşitli projeler üzerinde çalışıyorlar.

Bunun en son ayağı ise uzaydaki fiziksel süreçlerin anlaşılmasında farklı bir niteliksel sıçramayı gerçekleştirmeyi hedefleyen SDSS V'dir. Proje, "optik ve kızılötesi ışık spektrumunda zamanın çeşitli astronomik boyutlarında tüm gökyüzünün ilk spektroskopik gözlemini" elde etmeye çalışacak. Bunun içinse toplamda altı milyondan fazla nesne hedeflenecek.

Gezegenlerin oluşumu
Bu girişimin hedefleri arasında bizim evimiz olan galaksimiz Samanyolu'nun tarihinin yeniden inşası yer alıyor. Dahası, araştırmacılar kimyasal elementlerin oluşumunun izini sürmeyi, yıldızların iç işleyişinin şifresini çözmeyi, gezegenlerin oluşumunu incelemeyi ve kara deliklerle ilgili açıkta kalan bir çok soruyu yanıtlamayı planlıyorlar.

Diğer bir hedef de "galaktik ekosistemlerin kendi kendini düzenleyen mekanizmalarını" tanımlamak için Samanyolu'nun yıldızlararası gaz kütlelerinin - öncekinden bin kat daha kesin olarak - haritalanması. Kara delikler ve Samanyolu'nun ölçümü ile ilgili veriler iki büyük ölçekli teleskop tarafından toplanacak: Bunlar New Mexico'daki Apache Point ve Şili'deki Las Campanas teleskopları.

İsviçre'deki Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne'de astrofizik profesörü olan Jean-Paul Kneib, "Kuzey ve güney yarımküreden ikili perspektifle gökyüzünü her yönden görebiliriz" diyor. "İki teleskopu daha önceki SDSS projelerinde de kullandık. SDSS V ile artık gözlemin verimliliği ve toplanan veri miktarı açısından gerçek bir kuantum sıçraması yapıyoruz."

Süpernovayı gözlemlemek
Teleskoplara yerleştirilen optik fiberler, evrendeki belirli nesneleri hedef alır. Te tek yıldızlar veya karadeliklerin parlak toplanma diskleri hassas bir şekilde gözlemlenebilir ve analiz edilebilir. "Önceden, farklı gözlem görevlerinin her biri için özel plakalar imal etmemiz gerekiyordu. Her plakanın hazırlanması birkaç hafta sürüyordu. Daha sonra fiberlerin montajı plakaya elle sabitlenirdi ki bu çok karmaşık ve zaman alıcı bir süreçti," diyor Jean-Paul Kneib.

SDSS V için özel olarak geliştirilen yeni teknoloji ile lfiberlerin yeniden düzenlenmesi artık haftalar yerine bir dakikadan fazla bir zaman almayacak. Çünkü artık iki teleskopun her birinde bulunan ve gökbilimcilerin "robot" olarak adlandırdığı 500 küçük makine aracılığıyla ayarlanacaklar. Bu aynı zamanda araştırmacıların öngörülemeyen kozmik olaylara anında yanıt vermesini sağlayacak.

Örneğin, diğer teleskoplar süpernova gibi güncel bir olayı keşfederse, optik elemanlardan biri neredeyse hiç zaman gecikmesi olmadan bu olaya hizalanabiliyor. Bu da süpernova gelişimi süresi içindeki fiziksel-kimyasal süreçlerin ayrıntılı bir şekilde analiz edilebilmesini daha önce bu tür araçlarla mümkün olmayan bir şekilde mümkün kılıyor.

Mikrometik hassasiyet
Küçük robotların her biri, ön uçta kavisli bir uzantı ile uzunlamasına düzenlenmiş iki ince silindirden oluşur. Arka kısım ise daha kalın olan silindir teleskopun plakasına sabitlenmiştir. Bu da alfa birimini oluşturur ve robotun merkez eksenini döndürür. Eksantrik olarak bunun önüne monte edilmiş olan ise beta birimidir. Aynı şekilde kavisli uçtaki fiber uçlarını da dairesel bir yolda hareket ettirir.

İki eksenel hareketin kombinasyonu sayesinde fiber uçları dairesel bir alan içinde serbestçe konumlandırılabilir. Robotlardan birinin kapsadığı her daire, bitişik birimlerin daireleriyle kısmen örtüşür. Gökyüzünün her noktası bu sayede teleskopun algılama menzilinde otomatik olarak hedeflenebilir.

Küçük robot içerisinde üç adet optik fiber yer almaktadır. Bunlardan bir tanesi görünür spektrumda ışık ve diğeri de kızılötesi spektrum için tasarlanmıştır. Üçüncüsü ise kalibrasyon için kullanılır. Böylelikle fiber uçlar bir kaç mikrometrelik hassasiyetle ve üç adımda uygun konuma getirilir. İlk kaba hizalamada, iki motor gözlem için amaçlanan fiber hedef nesneye belirli bir sapmada - ki bu ortalama 50 mikrometedir- yönlendirilene kadar döner. Teleskoptaki robotların ön uçlarına yönlendirilen kamera da sonrasında kalibrasyon fiberinin ucunu algılar ve konumunu ölçer. Diğer iki konumlandırma adımında ise robot kafası beş mikrometreden daha iyi bir hassasiyetle uygun pozisyona getirilir.

Daha hızlı bir araştırma
"Otomatik hizalamayla çok önemli bir oranda zaman kazandığımız için, çok daha fazla nesneyi gözlemleyebilir ve buna karşılık gelen daha fazla sayıda bireysel ölçüm gerçekleştirebiliriz" diyor Jean-Paul Kneib "Bu etki, yüksek hassasiyetle daha da yüksek bir güce yükseltilebilir. Optik fiberlerin çapı yüz mikrometredir. Gözlemlenen bir kozmik nesneden teleskopa çarpan ışık noktasının çapı da bir o kadar büyüktür. Bu iki küçük yüzey birbiriyle ne kadar iyi bir kesinlikle hizalanırsa, ölçümlerimiz için sahip olduğumuz ışık çıkışı o kadar fazla olur ve böylelikle geçerli sonuçlara bir o kadar daha hızlı ulaşırız.

Bu yüksek kesinlik için gereken teknik ön koşullar, FAULHABER'in motorları ve dişli kutuları ile FAULHABER'in yan kuruluşu MPS tarafından bu uygulama için özel olarak geliştirilen mekanikler tarafından sağlanmaktadır. İki robot ekseni, alfa ekseni için 1218 ... B serisinin fırçasız DC servo motorları ve beta ekseni için 0620 ... B serisi tarafından tahrik edilir. Tip adlandırmasının ilk iki hanesi, mikro sürücülerin çapını gösterir: on iki ve altı milimetre. Kuvvetleri, uygun planet dişli kutuları vasıtasıyla robot mekaniğine aktarılır. Burada kullanılan robot mekaniği MPS tarafından geliştirilmiş ve yapılmıştır. Entegre enkoderler, motorların dönüş pozisyonunu kontrolöre bildirir.

Dişli boşluğu olmadan kesinlik
MPS'de bileşenlerin tasarımından sorumlu olan Stefane Caseiro, "Gereken hassasiyeti elde etmek için sistemdeki boşluğu ortadan kaldırmak zorundaydık" diyor. Mühendisler bunu dişli kutusu milleri ile robotun mekanik eksenleri arasındaki geleneksel kaplini kelepçe bağlantıları ile değiştirerek ve dişli kutusunu boşluksuz hale getirmek için bir sıkıştırma yayı takarak başardılar. "Yalnızca uygun yayları bulmak bile birkaç ay sürdü" diyor MPS mühendisi.

Bu teknik geliştirme için doğru ortağı bulmak, Profesör Kneib'in ekibi için çok uzun bir zaman almadı. Astrofizikçi, "Tüm dünyada mikro motorları gerekli kalite ve dayanıklılıkta üretebilen bir avuç üretici bile yok" diyor. "FAULHABER tabii ki fiyat teklifi istediğimiz firmaların kısa listesindeydi. Daha önce bir projede MPS ile başarılı bir şekilde birlikte çalışmıştık. Bu uzmanlara fiziksel olarak yakın olmak da elbette bir avantaj. Zira Lozan'daki üniversite ile Biel'deki MPS araçla sadece bir buçuk saatlik mesafede. Üstün kalite ve karşılıklı iyi deneyimlere ek olarak, FAULHABER'in, yan kuruluşu MPS ile birlikte, her şeyi tek bir yerden tedarik edebileceği argümanı bizim için çok belirleyici oldu."

  Ask For More Information…