Nyckelkomponenter för det himmelskartande Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), väger cirka 12 ton, hissades upp på Mayall-teleskopet vid Kitt Peak National Observatory (KPNO) nära Tucson, Arizona, och bultade på plats onsdag, markerar en stor projektmilstolpe.

DESI kommer att skapa den största 3D-kartan över universum genom att samla in ljus från tiotals miljoner galaxer efter dess planerade start i slutet av 2019. Den är designad för att ge mer exakta mätningar av mörk energi, som accelererar universums expansion och framstår som ett av universums största mysterier.

"Tidigare i år tog vi bort den gamla övre delen av Mayall-teleskopet, och onsdagens installation återupplivar detta teleskop med ett nytt syfte, " sa DESI-direktör Michael Levi vid Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), som leder projektets internationella samarbete. "De mer än 23, 000 pounds av instrumentering som installerades representerar den slutliga toppmonteringen."

De nya toppkomponenterna inkluderar en 3,4-tons tunnformad, stålramskonstruktion, känd som en korrigerare, som rymmer en exakt staplad uppsättning stora (den största är 1,1 meter i diameter), ömtåliga linser.

Också, korrektorn är fäst vid en 1,1-tons sexaxlig "hexapod" som möjliggör exakta inriktningsjusteringar; en omgivande ring, bur, och skovlarnas stödstruktur som väger ytterligare 5,2 ton; och cirka 2 ton annat material, inklusive platshållarvikter för DESI:s fokalplan (se en relaterad video), som fortfarande är under montering och ännu inte anlänt på plats.

Ett team på Fermi National Accelerator Laboratory byggde korrigeraren, hexapod, och andra toppstödstrukturer. Strukturerna är utformade för att rikta in linserna med en noggrannhet på tiotals mikron (miljondelar av en meter) – liknande bredden på det tunnaste människohåret.

DESI involverar mer än 450 forskare från mer än 70 institutioner runt om i världen. KPNO är en del av National Optical Astronomy Observatory, som drivs av Association of Universities for Research in Astronomy enligt ett samarbetsavtal med National Science Foundation.

Korrigeraren kommer att möjliggöra ett större synfält – täcker ett område som är mer än 40 gånger större än teleskopets tidigare korrigerare, och mer än 40 gånger så stor som fullmånen sett från jordens yta – för en serie om 5, 000 robotiskt placerade fiberoptiska kablar som kommer att samla ljus från sekvenser av riktade galaxer. Detta ljus kommer att analyseras för att samla information om deras avstånd och den hastighet med vilken galaxerna rör sig bort från oss. Dess stora synfält gör att DESI kan kartlägga en tredjedel av natthimlen under sin planerade 5-åriga undersökning.

Var och en av korrigerarens sex linser började som en stor, tjock glasbit gjord av antingen Corning Glass i New York, Ohara Corp. i Japan, eller Schott AG i Tyskland (se en relaterad video). En av linserna i korrektorn är bland de största som någonsin ställts upp på ett teleskop, noterade Berkeley Labs David Schlegel, en DESI-projektforskare. Linserna reste världen runt för polering och beläggningar på flera företag, och installerades och justerades exakt inuti korrigeringsröret i en källare vid University College London i våras.

Korrigatorn plockades sedan isär för transport och flögs med ett chartrat transportplan från England till Tucson, Arizona. Sedan, den kördes med lastbil till toppmötet i Kitt Peak, på en höjd av 6, 800 fot. När den väl återmonterats, korrektorn var ansluten till dess mekaniska stödsystem.

I juni, en 250-fots mobilkran användes för att lyfta den gamla övre delen av teleskopet och ut ur kupolen. En 50-tonskran i kupolen på Mayall-teleskopet användes för att lyfta alla DESI-komponenter upp till kupolgolvet från marknivån, där de satts ihop. Samma kupolkran användes sedan för att lyfta den monterade DESI-toppändan på plats ovanpå teleskopet.

David Sprayberry, KPNO platschef för DESI, sa, "Det här var en komplex hiss som gick utan problem. Vi hade ett dussin av vår tekniska personal som säkerställde att den nya toppänden skulle placeras exakt på mitten av teleskopet. Jag är mycket stolt över mitt team för att de lyckades med detta. felfritt."

Tidigt nästa år, forskare kommer att montera en uppsättning kameror och andra instrument på DESI:s fokalplan för att testa hur linserna presterar över hela bildfältet. Denna idrifttagningskamerauppsättning byggdes vid Ohio State University.

"Detta kommer att vara ett riktigt test för att avgöra om alla linser fungerar perfekt tillsammans, sa Paul Martini, en professor vid Ohio State University som övervakade utvecklingen av driftsättningskameran.

Sedan, andra DESI-system kommer att testas under de kommande månaderna tills hela instrumentet är redo att påbörja sin skyundersökning.