Extremely Large Telescope de l'ESO

[bricodob300 982]

Il y a 6 heures, serge vieillard a dit :

Déjà un VLT ça impressionne

Oui, joli le Dob...

[serge vieillard 8 503]

les dernières vidéos sur les segments du primaire sont passionnantes.

 Mais j'ai des doutes sur ma compréhension que je me fais quant au barillet :

 - le barillet s'enquille et se positionne sur la structure porteuse grâce à ces sortes de diabolos coniques au nombre de 3.

- on a ensuite l'étagement des triangles de flottaison qui se répartissent en 3x3x3=27 points de contact

 

les doutes :

- ces points de contact semblent collés au dos du miroir et restent solidaires dès la livraison du miroir, il n'y a pas de démontage pour les opération de nettoyage-traitement multicouche ?

- ces points de contact sont supportés chacun par des tiges d'une certaine longueur solidaires des triangles, avec un élancement conséquent par rapport au diamètre. D'où la question : assurent-ils à eux seuls le maintien latéral des segments ? ou est-ce que la reprise des efforts latéraux se fait par la pièce centrale  ronde dont on ne voit pas bien si elle est collée ou non ?

- je suppute que la pièce centrale est solidaire des 3 diabolos mentionnés et assure le bon positionnement des triangles du premier étage mais que la reprise du poids - et donc de la collimation se fait directement entre la structure porteuse  de l'ensemble des segments au droit de l'articulation centrale chacun des triangles de base comme on le voit sur la structure porteuse du banc inspection vers  1mn30 de la vidéo ??? en le disant autrement, est-ce que le système de réglage d’orientation-colliation est intégré dans chaque barillet ou est-il entre le barillet et la structure porteuse sous-jacente ?

 

ces questions liées au collage des miroirs sur les points de contact du barillet me semblent une sacrée piste, peut-être transposable sur nos constructions amateurs. Cela résout de belle façon l'épineuse solution des supports latéraux, soit avec l'effort latéral  réparti sur chacun des points collés, soit repris en position centrale par un plot unique collé mais dont le piston est libre. Fô juste la bonne colle et utiliser des matériaux dont le coefficient de dilatation est cohérent avec celui du miroir. J'avais vu une construction d'un amateur/professionnel qui faisait ainsi, en utilisant comme point de contact de petits diabolo en caoutchouc, genre petits silentblocs, sur une structure 100% carbone.

 

je ne serais pas aux RCE pour poser directement ces questions aux spécialistes, d'où mes interrogations ici. Merci pour vos réponses éclairées

[Bingocrepuscule 344]

Je ne suis pas le plus apte à pouvoir répondre à ces questions mais je peux essayer un petit peu. Le design est assez complexe donc je dois simplifier l'explication pour ne pas y passer des heures et rester compréhensible. J’espère ne pas trop dire de bêtises.

 

On 24/09/2024 at 7:21 PM, serge vieillard said:

 

 - le barillet s'enquille et se positionne sur la structure porteuse grâce à ces sortes de diabolos coniques au nombre de 3.

Les tubes coniques servent d'interface à un des outils de manutention. Il y en a plusieurs (installation sur le stand de test, installation dans la coating unit, installation dans le container de transport, extraction et installation sur le structure principale du télescope). Je crois que tous ne se servent pas de ces tubes.

 

On 24/09/2024 at 7:21 PM, serge vieillard said:

- on a ensuite l'étagement des triangles de flottaison qui se répartissent en 3x3x3=27 points de contact

Exactement il y a trois tripodes principaux qui se subdivisent en trois tripodes (2 tripodes extérieurs et un tripode interieur). Ces tripodes ont chacun trois points de contacts.

 

On 24/09/2024 at 7:21 PM, serge vieillard said:

les doutes :

- ces points de contact semblent collés au dos du miroir et restent solidaires dès la livraison du miroir, il n'y a pas de démontage pour les opération de nettoyage-traitement multicouche ?

Tu peux voir dans la vidéo que ce qui rentrent et sort de la coating unit est la structure complète (sans sa base fixe). Les points de contacts sont collés et la structure dessous (segment assembly)  qui contient les tripodes reste solidaire, tout en appliquant des forces de compensation sur le miroir.

 

On 24/09/2024 at 7:21 PM, serge vieillard said:

- ces points de contact sont supportés chacun par des tiges d'une certaine longueur solidaires des triangles, avec un élancement conséquent par rapport au diamètre. D'où la question : assurent-ils à eux seuls le maintien latéral des segments ? ou est-ce que la reprise des efforts latéraux se fait par la pièce centrale  ronde dont on ne voit pas bien si elle est collée ou non ?

Les points de contact (des tripodes) n'assurent pas le maintient latéral ni le clocking du segment. Effectivement c'est la pièce centrale  qui s’insère dans le segment (il y a un épaulement circulaire) au centre du segment. La connexion entre la pièce centrale et le segment au centre se fait au moyen d'une membrane métallique. Cette pièce centrale fait partie du moving frame. Le moving frame est lui même connecté "au segment assembly" qui maintient les tripodes. Il y a d'autres pièces métalliques flexibles (leaf springs) qui assurent le positionnement latéral entre les tripodes et le moving frame.....  Donc le maintient latéral est assez complexe, et aussi très important pour maintenir les quelques millimètres de separation entre les segments.

Il me semble qu'il y a aussi trois points de contact supplémentaires collés sur le segment qui servent à contraindre le clocking, qui n'est pas un degré de liberté dont les amateurs se soucient.

 

On 24/09/2024 at 7:21 PM, serge vieillard said:

- je suppute que la pièce centrale est solidaire des 3 diabolos mentionnés et assure le bon positionnement des triangles du premier étage mais que la reprise du poids - et donc de la collimation se fait directement entre la structure porteuse  de l'ensemble des segments au droit de l'articulation centrale chacun des triangles de base comme on le voit sur la structure porteuse du banc inspection vers  1mn30 de la vidéo ??? en le disant autrement, est-ce que le système de réglage d’orientation-collimation est intégré dans chaque barillet ou est-il entre le barillet et la structure porteuse sous-jacente ?

 

La connexion entre le moving frame et les tripodes se fait en plusieurs points est n'est pas complètement claire pour moi. C'est une sacrée usine à gaz la dessous :).

Pour ce qui est du réglage angulaire et piston des segments il se faire au moyen de trois gros actuateurs connecté aux trois tripodes principaux à leurs bases: le PACT. Ces PACT sont solidaires de la fix frame elle même attaché à la cellule du télescope.

Pour ce qui est de la compensation des erreurs de forme du segment, elle se fait au moyen d'actuateurs qui agissent sur les points de contacts via des lames métalliques fines. Il y a deux fonctions: pour les actuateurs qui sont en contact avec les tripodes intérieurs mentionnés plus haut, la fonctions est la correction du focus et de l'astigmatisme du segment. Pour les tripodes extérieurs ces actuateurs corrigent le trefoil (le treffle??).

Bien sur il y a aussi des poids de compensation réglables et fixes comme dans certaines montures d'amateurs.

 

On pourrait aussi parler des edges sensors (deux par cotés donc 12) qui sont les outils de mesures très précis et cruciaux pour mesurer la position relative des miroirs et garder la cohérence du primaire durant l'observation. Sans eux l'ELT fera des gros pâtés de photon

 

...et n'oublions pas de tout multiplier par 798.

 

 

[bricodob300 982]

Il y a 2 heures, Bingocrepuscule a dit :

.et n'oublions pas de tout multiplier par 798.

Eh bien.... quelle usine à gaz 

[serge vieillard 8 503]

Whaou !!! un grand merci pour ces détails précieux.

de là encore des interrogations :

-

Il y a 3 heures, Bingocrepuscule a dit :

les tripodes reste solidaire, tout en appliquant des forces de compensation sur le miroir.

????? ça a rapport avec les "masse de compensation" de la photo légendée ??? C’est quoi le concept ? ça évoque du levier astatique que je ne comprends pas comment il agirait ici.... Tout comme les actuateurs, itou,  je n'arrive pas à voir la cinématique de cela....

Il y a 3 heures, Bingocrepuscule a dit :

le moving frame

c'est dont l'une des pièces majeure, la grosse "tôle" vaguement triangulaire centrale et les autres éléments associés, qui assure le parfait positionnement des éléments mobiles du barillet, les divers étages de tripodes, mais aussi qui reprennent les effort latéraux, efforts transmis à la structure du télescope via les "fixed frames". Reste que l'ensemble de cette structure est parfaitement isostatique et donc ne bouge pas par rapport à la structure du télescope, le mouvement de piston du miroir est assuré où ? probablement à l'interface de "l’épaulement circulaire au centre du segment" ? Faut que ce soit chiadé pour ne pas générer de contraintes lors des opérations de collimation....

 

en tous cas, un grand merci; tu apportes une belle quantité d'informations précises !

[vaufrègesI3 17 521]

Il y a 3 heures, Bingocrepuscule a dit :

Le design est assez complexe

 

Un peu oui ..

 

 

[Alain MOREAU 8 417]

N'oublions pas que la structure entière du télescope se déforme en permanence, quel que soit le soin apporté à sa conception pour en minimiser les flexions mécaniques.

Déformations de toute façon supérieures de plusieurs ordres de grandeur à la précision requise sur la forme optique du primaire, segmenté en près de 800 pavés eux-même individuellement déformables, et dont le positionnement relatif doit rester impeccable...

Sans parler des autres pièces optiques intervenant en aval sur le faisceau, qui subissent elles aussi les déformation structurelles de leurs supports !

Le challenge est donc de maintenir - relativement - invariante la géométrie optique générale en dépit des déformations mécaniques disproportionnées d'une sructure porteuse en acier d'un tel gigantisme, que faute de pouvoir empêcher on doit contenir/compenser dans des tolérances très strictes : quel terrible et formidable défi !

D'où la complexité inusitée qu'on retrouve sous les segments (et bien ailleurs dans la conception oeuf corse ! )

Merci Bingo pour ces passionnants éclaircissements : grâce à eux on y voit déjà plus clair ; bien que personnellement je demeure encore loin de saisir toutes les subtilités des solutions techniques adoptées sur cette merveille d'ingénierie !

Concernant la possibilité d'appliquer certaines solutions, même très simplifiées, à des constructions amateurs, pourquoi pas en effet : le principe de centrage des segments, sans affecter leur forme ni empêcher leurs autres possibilités de réglages, m'intéresse aussi particulièrement (le principe seul, débarrassé des dispositifs de positionnements relatifs inter-segments perpendiculairement au faisceau évidemment, qui ne concernent pas - encore - les amateurs )

Je n'ose imaginer la complexité des cascades d'actions et de rétro-actions à prendre en compte et à maîtriser pour contrôler finement et finalement en temps réel la forme et les performances globales d'une surface segmentée d'une telle taille avec une telle exigence de précision dans un environnement aussi déformable et difficile à stabiliser... 😮

Big respect aux concepteurs, aux constructeurs et aux hommes de terrain qui vont avoir la lourde tâche in fine de régler et faire fonctionner l'énorme usine à gaz !

Quelle extraordinaire aventure !!!

 

[Superfulgur 18 884]

Il y a 17 heures, Alain MOREAU a dit :

N'oublions pas que la structure entière du télescope se déforme en permanence

 

En gros, comme dirait Dali, le télescope est mou, c'est fou. Ca donne envie de réaliser une sorte de vidéo ou on verrait le télescope en fonctionnement, mais avec toutes ces flexions et déformations multipliées par mille, ou plus, ce serait dingue.

 

 

[serge vieillard 8 503]

oui, c'est mou, et c’est géré, jadis avec le concept Serrurier, et là de façon active, c’est dingue.........

 

Je reviens sur la compréhension de ce sacré barillet, notamment la partie "moving frame".

Je me fais une idée par rapport à cette image où l'on voit les points de contacts, collés au dos du segment :

 

- en rouge, les tripodes externes avec leurs points de contact

- en vert, on voit 3 autres points de collage dont je suppute qu'ils sont solidaires de la partie centrale "moving frame", peut-être avec des élément de liaison intermédiaire qu'on ne distingue pas ici.

- en bleu, les 3 points où viennent se clamper les "fixed frame" (yapas de collage sur le segment), reliés en partie basse sur la structure du télescope. Ça forme une sorte d'hexapode au final. Ce sont donc eu qui assurent l'orientation, le "cloking" du segment, le verrouillage en rotation en Z.

- au centre en bleu, la pièce "magique" qui reprendrait les efforts latéraux du segment en les transmettant vers les 3 points bleu, et les "fixed frame"  qui reprennent donc ces efforts latéraux.

Je comprends donc que cette "moving frame" doit avoir une sacrée souplesse verticale, telle une lame de ressort, pour permettre librement les mouvements verticaux de collimation qui engendrent translation en Z, et  rotations X et Y (et sortie du segment assemblé ?)

 

Quant aux acuateurs et masselottes de compensassion, j'ai toujours pas pigé le principe mécanique....

[Cay2 1 594]

Il y a une barre tangente (le Azimuthal Restrainer) qui fait la liaison entre un des points verts (patins azimuthaux) et la Moving Frame. Elle a deux fonctions:
- définir avec grand précision la position du segment en rotation par rapport aux trois interfaces de montage latérales (les points bleus). 
- augmenter la rigidité de l' assemblage en rotation (>25 Hz)

On peut monter la barre tangente à trois endroits, au choix. Ainsi on a trois patins azimutaux (points bleus) collés sur le segment. 
La position du patin azimuthal est optimisée pour que le thermique ne génère pas de rotation du segment.

 

La membrane centrale (le Lateral Support) reprend les efforts latéraux. Elle est placée dans le plan de déformation minimale du segment. Mais elle ne se déforme pas quand on ajuste piston tip et tilt du Segment Assembly : le rôle de la Moving Frame, la boite triangulaire, est de solidariser la position du support axial (les tripodes) et du support latéral ( Membrane et barre azimuthale). Tout le monde bouge donc de concert. Et il n'y a donc pas de couplage entre Piston-Tip-Tilt et déformation du segment.
La membrane peut se déformer légèrement en thermique, mais c'est vraiment peanuts.  

La sortie du Segment Assembly se fait à l'aide d'une gros piston monte a demeure dans la Fixed Frame (le Segment Extractor). 

Les masselottes citées plus haut servent a compenser les variation de forme des segments : ils ne sont pas parfaitement hexagonaux et leur taille varie d' en gros 2 cm du bord au centre du M1. Cela produit un poil de variation de déformée du segment sous gravité, car les Supports de Segment sont tous identiques. Les masselottes compensent tout cela.

 

Sans entrer dans le détail, le résultat est que la surface optique du segment reste limitée par la diffraction dans le visible lorsque on change l’élévation du télescope.
 

[Cay2 1 594]

Pour les Warping Harness, les actionneurs de déformation, voir figure.

Une lame flexible est fixée à une extrémité de tripode.
Un actionneur, moteur pas à pas linéaire, tire ou pousse sur la lame. 

On forme un couple autour du pivot du tripode, situé à peu près dans son centre.

Ce couple modifie la distribution des efforts axiaux, on déforme le segment. 

Une jauge de contrainte permet de boucler déplacement de l' actionneur et effort dans la lame.

6 actionneurs, 2 par tripode principal: on contrôle focus et astigmatisme.

3 actionneurs, 1 sur trois tripodes extérieurs: on contrôle le triangle (trefoil).

 

 

[Cay2 1 594]

Mes excuses si ce n'est pas clair...

[serge vieillard 8 503]

Un très grand merci. Je vais digérer toutes ces informations pour me faire une idée précise de cette mécanique.

[fguinepain 188]

C'est fascinant cette mécanique.

 

J'en déduis que lorsqu'on agit sur le tripod principal avec l'actionneur (moteur PaP) on agit sur le déplacement des 9 points de fixation en même temps pour déformer le segment, c'est bien ça ?

Si c'est cela, sur la base de quelle consigne ? Maintenir les bords des segments parfaitement alignés avec une info venant des Edge sensor ?

 

Autre question, j'ai compris que la "fixed frame" et les "PACT" sont solidaires de la structure du télescope, sous cet ensemble  sur la vue 3d il y a trois sorte de  patins > Patins en élastomère pour limiter les vibrations , car je suppose que lorsque toute cette belle mécanique est en mouvement ça doit générer quelques "vibrations"...

 

Par curiosité encore, quelle interval de temps entre deux extractions des segments pour la réaluminure ? 

 

En fait autrour de cet incroyable télescope il y a toute une infrastructure impressionnante pour en assurer la maintnance. J'imagine que ça va représenter un belle troupe de techniciens !

 

 

 

 

[bricodob300 982]

Il y a 14 heures, Cay2 a dit :

Mes excuses si ce n'est pas clair...

Pas tout compris c'est sûr... mais fascinant ! 

 

Il y a 14 heures, Cay2 a dit :

Une jauge de contrainte permet de boucler déplacement de l' actionneur et effort dans la lame.

6 actionneurs, 2 par tripode principal: on contrôle focus et astigmatisme.

3 actionneurs, 1 sur trois tripodes extérieurs: on contrôle le triangle (trefoil).

 

X 798 J'imagine ?

Eh bien....

[CASTOR78 13 898]

Un dossier très complet dans le dernier C&E.

 

 

 

Modifié 3 octobre 2024 par CASTOR78

[maire 334]

Le 27/09/2024 à 11:00, Superfulgur a dit :

En gros, comme dirait Dali, le télescope est mou, c'est fou

 

Et comme Dali était léé plou prrodigieux zaartiste dé tout l'Ounivers....

 

Modifié 8 octobre 2024 par maire

[Optrolight 1 018]

C'est moi ou il y a déjà des éléments du top ring?

 

Modifié 18 octobre 2024 par Optrolight

[jackbauer 2 17 588]

Derniers aperçus avec la webcam :

 

 

 

 

 

Modifié 22 octobre 2024 par jackbauer 2

[jackbauer 2 17 588]

Nouveau communiqué de l'ESO, toujours pas disponible en français, donc traduction automatique 

https://www.eso.org/public/announcements/ann24017/

 

Les capteurs et actionneurs de bord les plus précis jamais livrés pour l’ELT 

 

Après des années de travail et des milliers de capteurs et d’actionneurs de bord plus tard, les derniers lots de ces pièces de haute technologie pour le miroir principal de l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO ont été achevés.

 

Avec un diamètre de 39 mètres, ce miroir (M1) est le plus grand jamais réalisé pour un télescope optique ; Trop grand pour être constitué d’une seule pièce, il se compose au lieu de 798 segments individuels. Chaque segment hexagonal aura plusieurs capteurs fixés à ses bords et sera monté sur des actionneurs à trois positions. Les capteurs de bord, environ 4500 paires, et les actionneurs, environ 2400, sont essentiels pour ajuster avec précision la position de tous les segments et les faire fonctionner comme une seule unité. Pour obtenir une forme miroir avec une courbure parfaite et lisse, les capteurs de bord mesureront les désalignements potentiels, qui seront ensuite corrigés par les actionneurs ultra-précis.

 

Les capteurs de l’ELT sont les plus précis jamais utilisés dans un télescope. Ils sont capables de mesurer la position relative des segments avec une précision de quelques nanomètres. Si un grillon atterrissait sur un coin de segment, le déplaçant d’un millionième de millimètre, les capteurs seraient capables de capter la minuscule perturbation. Les capteurs ont été produits par le consortium FAMES, une coopération entre les spécialistes des capteurs Micro-Epsilon Messtechnik (Allemagne) et Fogale Nanotech (France) qui a été créée spécifiquement dans ce but.

 

Les actionneurs de position fourniront un support aux segments, en les contrôlant activement dans trois directions, connues sous le nom de piston, de pointe et d’inclinaison. Cela implique de déplacer des poids considérables, puisque chaque segment de miroir pèse 250 kg. Conçus et développés par Physik Instrumente (PI, Allemagne), ces actionneurs uniques, qui poussent la technologie à ses limites, seront capables d’ajuster en douceur la position des segments avec une précision de quelques nanomètres seulement.

 

Une fois livrés à l’ESO, les capteurs de bord et les actionneurs de position sont expédiés au Chili, où ils sont ensuite intégrés aux segments de miroir et au télescope, respectivement. L’ELT est actuellement en construction au sommet du Cerro Armazones, dans le désert d’Atacama au Chili. Une fois terminé, il fera de nouvelles découvertes uniques, révolutionnaires et passionnantes qui changeront notre compréhension du cosmos.

 

 

 

 

Les capteurs de bord M1, conçus et fabriqués par le consortium FAMES (composé de Fogale Nanotech en France et de Micro-Epsilon en Allemagne), sont les capteurs de bord les plus précis jamais conçus pour un télescope. Deux de chaque côté de chaque segment, les capteurs peuvent détecter quand les segments se déplacent, même si ce n’est que d’un millionième de millimètre. Au total, 4608 capteurs de bord mesureront les positions relatives de tous les segments M1, ce qui permettra de corriger la forme globale du miroir lorsque les segments se déplacent. Cette photo montre un modèle d’essai de capteur de bord.

Crédit:

FAMES (Fogale Nanotech, Micro-Epsilon)

 

 

Sur le miroir M1 de l’ELT, chaque segment de miroir sera installé sur trois actionneurs de position, construits par la société allemande Physik Instrumente (PI). Ces actionneurs ajustent en permanence la position des segments de miroir par de minuscules mouvements précis. Un total de 2394 actionneurs de position, trois par segment de miroir, ajusteront la position du miroir. Cette photo montre l’un des actionneurs de position, avec une pile AAA illustrée pour l’échelle.

Crédit: PI

 

 

Cette photo montre l’ingénieur de l’ESO Philippe Gitton travaillant sur un modèle d’essai du miroir principal de l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO en janvier 2021. Le « M1 Test Facility » a été érigé au siège de l’ESO à Garching pour développer et tester ce miroir, connu sous le nom de M1. En tant que modèle physique reproduisant à l’échelle 1:1 une partie de la structure principale du télescope et du système M1, cette installation permet aux ingénieurs de tester de manière approfondie le système et tous ses composants bien avant que le miroir réel ne devienne opérationnel. L’ELT de l’ESO sera situé à Cerro Armazones au Chili et devrait entrer en service dans le courant de la décennie.

Crédit: ESO/S. Ströbele

Modifié 25 octobre 2024 par jackbauer 2

[CASTOR78 13 898]

Une webcam dans la coupole 

 

 

[jackbauer 2 17 588]

La tour assemblée en 3 parties !

 

 

[Yves BACHELET 72]

C'est quand même un monstre : la simulation ne rend pas compte du gigantisme du télescope !

[fguinepain 188]

C'est en effet une construction titaneque !

 

Sur la droite, ça ne serait pas plutôt la "cage" qui va porter M2 ?

On y distingue ce qui pourrait correspondre aux 6 ancrages des branches de l'arraignée qui va porter cette structure...

Branches qui sont en partie en place sur la structure télescope

 

 

Modifié 31 octobre 2024 par fguinepain

[christian_d 3 280]

Bonjour,

 

J'ai perdu et je ne retrouve pas le lien qui permettait de visualiser le chantier avec les Webcam... merci par avance..

 

Christian