Kirkholm arbejder med på verdens største teleskop

Atacama-ørkenen i det sydlige Chile byder på exceptionelt gode forhold for astronomiske observationer, og det er her på toppen af et 3 kilometer højt bjerg, at verdens største teleskop forventes at stå færdigt i 2018. Selve udviklingen af teleskopet foregår imidlertid i Europa og styres af Garching ved München. Det er ESO, European Southern Observatory, som vil opstille dette gigantiske teleskop, og navnet E-ELT kunne ikke være mere passende. Det står nemlig for European Extreme Large Telescope. ESO planlægger at bygge teleskopet med et hovedspejl på 39 meter i diameter. En vigtig del af teleskopet er ”Prefocal station” (PFS), som modtager lyset fra selve teleskopet (”optical train”) og fordeler det til de videnskabelige instrumenter. Endnu mere centralt er imidlertid, at PFS også huser de instrumenter, der styrer, hvorhen teleskopet skal pege og den avancerede adaptive optik. Baseret på eksisterende koncepter er det Kirkholms opgave at udarbejde kravspecifikationen for PFS og med denne som fundament at skitsere to koncepter samt at undersøge i hvilket omfang disse koncepter vil kunne leve op til kravspecifikationen. Desuden skal Kirkholm udarbejde tidsestimater og økonomiske overslag over koncepterne. Kirkholms arbejde vil danne grundlag for mere detaljerede analyser af koncepterne og ultimativt det industrielle udbud af leverancen. Med det nye udstyr forventer man at kunne opdage nye planeter i andre solsystemer og at ”first light” – de første tekniske observationer – vil finde sted i begyndelsen af næste årti.

Kirkholm laver vindtunnel

VINDTUNNEL TIL SIMULERING AF DE ATMOSFÆRISKE FORHOLD PÅ MARS Vindtunnelen er en lille del af det enorme projekt, der skal bane vejen for fremtidens bemandede rumflyvninger til Mars. Projektet er et godt eksempel på endnu et spændende samarbejde med Aarhus Universitet. At arbejde mod et fælles mål som dette, fra to så vidt forskellige verdener, er meget spændende og udviklende for alle parter. Resultatet er godt – gode industrielle løsninger kombineret med højteknologi kendt fra rumfartsindustrien. Kirkholm maskiningeniører har været med hele vejen, fra det første idearbejde efterfulgt af dimensionering, konstruktion og dokumentation til fremstilling. Vindtunnelen består af to ståltanke, Ydertanken er en traditionel tanktype, som der fremstilles mange af hver eneste dag, mens indertanken er af rustfrit stål med en afstand på ca. 20mm til ydertanken. I mellemrummet ligger det specielle isolerende multilag af metalli-seret plastfolie, der skal hindre strålingsvarmen udefra i, at påvirke den lave temperatur man vil holde i indertanken. Nedkøling af indertanken sker med flydende kvælstof ved hjælp af store aluminiumskøleplader. Trykket i atmosfæren på Mars ligger på omkring 800 Pa, dvs. cirka en procent af jordatmosfærens tryk, og temperaturen ligger i området -120ºC - +20ºC. Vindtunnellen skal bl.a. bruges til test af solpaneler, videnskabelige eksperimenter med overfladeprocesser på Mars, udvikling og test af instrumenter til måling af vind og støv på Mars, hvor vindhastigheden kan være op til 25 m/s.

Kirkholm på opdagelse efter nye planeter

Et nyt teleskop, faktisk verdens største, er ved at blive udviklet. Og når ESO tager det i brug, er de indledende termiske analyser udført i Skanderborg af Kirkholm maskiningeniører A/S.  BAGGRUND Højborgen for astronomiske observationer findes i Atacama-ørknen i det sydlige Chile. Og inden for en årrække opstiller ESO [European Southern Observatory], som er en af aktørerne i området, verdens største teleskop. I øjeblikket er det ved at blive udviklet – og meget sigende har det fået navnet E-ELT, som står for European Extreme Large Telescope. En af deltagerne i udviklingen er Kirkholm Maskiningeniører A/S. Med det nye udstyr forventer man at kunne opdage nye planeter i andre solsystemer. Og for at det overhovedet er muligt, arbejdes der med avancerede termiske beregninger på teleskopets spejle. E-ELT projektet har mange eksempler på teknologierne, som bevæger sig på grænsen af, hvad der er teknisk muligt.     STORE KRAV TIL ANALYSER ESO stiller ekstremt store krav til kvaliteten af analyserne. Og Kirkholm Maskiningeniører A/S er valgt til at udføre analyser af strømnings- og temperatur forhold mellem spejlsegmenterne og det omgivende himmelrum. Analyserne skal bruges som grundlag for temperaturstyring af domen, hvor teleskopet er placeret. Der er særligt fokus på hvirvelstrømninger på spejlets overside, som skyldes uligevægt mellem nattehimlens indstråling på spejlsegmenterne og spejlsegmenternes udstråling til nattehimlen. Temperaturdifference mellem over- og underside af spejlet medfører deformation af spejlsegmentet. Grundlaget for analyserne er kendte fysiske data. Analyserne udføres med CFD-programmet ANSYS CFX. En væsentlig del af analysen er transient – det vil sige resultatet af en opvarmning over tid simuleres.   FAKTA OM THE E-ELT E-ELT bliver verdens største og kraftigste teleskop. Teleskopet bliver 10 gange så kraftigt som de største optiske teleskoper der findes i dag. Teleskopet består af fem spejle, hvoraf nogle kan korrigeres så himmellegemet der fokuseres på vil stå helt skarpt. Teleskopets hoved-spejl bliver 42 m. i diameter. Dette spejl er opbygget af mere end 900 spejlsegmenter. De sekskantede spejl-segmentets diameter, i indskrevet cirkel, er 1450 mm og godstykkelsen er 53 mm. Spejlsystemet er bestykket med mere end 5000 aktuatorer, der skal korrigere spejlets orientering og dets form. Der korrigeres 1000 gange pr. sekund. Disse korrektioner kan anvendes i Adaptiv optik (AO) er en teknik, der tillader instrumenterne på teleskopet at kompensere for den uskarphed der er fra verdensrummet, igennem atmosfæren, ned mod jorden. For at AO kan fungere, udstyres teleskopet med en kraftig laser, der kan skabe en kunstig stjerne i himmelrummet. Denne stjerne anvendes til at måle og kompensere for atmosfærisk turbulens. E-ELT vil herefter fokusere optimalt – det vil være muligt at læse en avis på 10 km. afstand.

Kirkholm konstruerer måleinstrument til Mars

I 2013 skyder ESA (European Space Agency) sin ExoMars mission igang med opsendelse af en raket, der to år senere landsætter en rover på Mars overflade. Roveren, der populært kan kaldes en ”Marsbil”, er bl.a. udstyret med måleinstrumenter der skal udforske det geologiske miljø på planeten. Et af instrumenterne, LAMDA, skal udvikles af et dansk konsortium bestående af Innoware A/S, Kirkholm Maskiningeniører A/S og Aarhus Universitet. Måleinstrumentet LAMDA (Laser Anemometer and Martian Dust Analyser) har til formål at måle vindhastighed, vindretning og støvaflejringer på planeten. Kirkholm Maskiningeniører A/S står for den mekaniske del af LAMDA projektet. I projektet er de store konstruktionsudfordringer at holde vægten så lav som muligt, samtidig med at konstruktionen er stærk nok til at klare de ekstreme påvirkninger den udsættes for under opsendelse og landing. Arbejdet bliver en spændende og udfordrende opgave, der kombinerer brug af gammeldags ”brainpower” og anvendelse af avancerede numeriske metoder som FEM og CFD. For os er LAMDA projektet et effektivt middel til at skærpe vores faglige profil, udtaler Kjeld Bruno Pedersen, adm. dir. for Kirkholm Maskiningeniører A/S.