Einstein-teleskopprojektet har nått ett nytt stadium, med E-TEST-prototypen – utvecklad i ULiège- och CSL-laboratorierna – som skickas till Liège Space Center för att genomgå ett batteri av kryogen- och vibrationstester. För att fungera optimalt måste Einstein-teleskopets framtida spegel tåla att kylas till extrema temperaturer och utsättas för nästan inga vibrationer.
"Detta var en viktig milstolpe för detta unika och ambitiösa fyraåriga projekt, som började 2020", förklarar Christophe Collette, ingenjör och vetenskaplig projektkoordinator vid ULièges forskningsenhet för flyg- och maskinteknik. "Vi drabbades av några förseningar och bakslag på grund av pandemin, tillgång till material och ökade leveranstider, men tack vare teamets beslutsamhet kom vi fram med en färdig prototyp i tid."
E-TEST-prototypen, som monterades på AMOS från augusti till oktober 2023, överfördes till CSL i början av november för att placeras i FOCAL 6.5 vakuumtanken, som användes för kylningstesterna.
För att undvika risk för vibrationer placerades prototypen i en tom kammare 6,5 m i diameter och kyldes radiativt (utan kontakt). "Inom kylning är denna metod generellt sett mindre effektiv. Ändå kom vi runt problemet genom att öka utbytesytan mellan kylpanelen och kryostaten inuti", förklarar Christophe Grodent, CSL:s kommersiella direktör. "Panerna kyldes med en heliumvätskeformare, som används för alla våra kryogena tillämpningar."
Testerna startade den 22 november och jämvikten nåddes den 11 december 2023. På 18 dagar kunde anläggningarna gå från runt tjugo grader Celsius till runt -250°C.
"Även om vi hoppades på att komma under 40 Kelvin (K), förväntade vi oss inte att nå en jämviktstemperatur på 22 K på spegeln. De termiska panelerna nådde en temperatur på mellan 14K och 17K Kelvin. En game changer." Dessa imponerande resultat visar kvaliteten på CSL:s kryogena anläggningar och möjligheter.
Även om E-TEST-prototypen fortfarande behöver vara i sin slutliga konfiguration är det inte långt borta. Hjärtat i dess verksamhet, dess spegel, 45 cm i diameter och 27 cm tjock, gjord av kisel, kommer att anlända i slutet av 2024. Det är den enda i sitt slag i världen, och den tillverkas för närvarande av ett amerikanskt företag specialiserad på området och den enda leverantören av denna typ av produkter.
"Vi arbetar med en aluminiumspegel, ett mycket liknande material, som vi har målat svart för att öka dess emissivitet", förklarar Christophe Collette. "Om den här spegeln klarar vibrationstesterna kommer kiselspegeln också att klara dem med glans."
Dessa vibrationstester är viktiga eftersom de ger information om spegelns inre dämpning och dess förmåga att förbli stabil. En av de grundläggande principerna för gravitationsvågteleskopprojektet är att radera jordens vibrationer för att uppnå maximal stabilitet för att detektera vågorna.
"De första resultaten är uppmuntrande, men det finns fortfarande några förbättringar att göra. Det är principen för en prototyp:testa, lär dig och förbättra. Dess fjädringssystem kommer att förbättra spegelns stabilitet, vilket ett Liege-baserat företag för närvarande studerar ."
Medan vi väntar på ankomsten av kiselspegeln har E-TEST-prototypen inte lagts på hyllan. "Projektet fortsätter och vi genomför nya tester under olika förhållanden, vilket kommer att göra det möjligt för oss att förbättra dess prestanda ytterligare. Denna prototyp kan dessutom användas effektivt av andra forskare som arbetar med olika projekt inom området gravitationsvågsdetektorer och andra relaterade fält."
Tillhandahålls av University de Liege
