Sleutelcomponenten voor het in de lucht in kaart brengende Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), met een gewicht van ongeveer 12 ton, werden gehesen bovenop de Mayall Telescope bij Kitt Peak National Observatory (KPNO) in de buurt van Tucson, Arizona, en woensdag vastgeschroefd, markeert een belangrijke mijlpaal in het project.

DESI zal de grootste 3D-kaart van het universum maken door licht te verzamelen van tientallen miljoenen sterrenstelsels na de geplande opstart eind 2019. Het is ontworpen om nauwkeurigere metingen van donkere energie te leveren, die de uitdijing van het universum versnelt en opdoemt als een van de grootste mysteries van het universum.

"Eerder dit jaar hebben we de oude bovenkant van de Mayall Telescope verwijderd, en de installatie van woensdag brengt deze telescoop weer tot leven met een nieuw doel, " zei DESI-directeur Michael Levi van het Lawrence Berkeley National Laboratory van het Department of Energy (Berkeley Lab), die de internationale samenwerking van het project leidt. "De meer dan 23, 000 pond aan instrumentatie die is geïnstalleerd, vertegenwoordigt de uiteindelijke topmontage."

De nieuwe topcomponenten omvatten een tonvormige, stalen frame, bekend als een corrector, waarin een nauwkeurig gestapelde reeks grote (de grootste heeft een diameter van 1,1 meter), delicate lenzen.

Ook, de corrector is bevestigd aan een 1,1 ton zes-assige "hexapod" die nauwkeurige uitlijningsaanpassingen mogelijk maakt; een omringende ring, kooi, en schoepensteunconstructie die nog eens 5,2 ton weegt; en ongeveer 2 ton andere materialen, inclusief plaatsaanduidingsgewichten voor het brandvlak van DESI (zie een gerelateerde video), die nog in opbouw is en nog niet ter plaatse is aangekomen.

Een team van Fermi National Accelerator Laboratory heeft de corrector gebouwd, hexapod, en andere hoogwaardige ondersteuningsstructuren. De structuren zijn ontworpen om de lenzen uit te lijnen met een nauwkeurigheid van tientallen microns (miljoensten van een meter) - vergelijkbaar met de breedte van het dunste mensenhaar.

DESI omvat meer dan 450 onderzoekers van meer dan 70 instellingen over de hele wereld. KPNO is onderdeel van het Nationaal Observatorium Optische Astronomie, die wordt beheerd door de Association of Universities for Research in Astronomy in het kader van een samenwerkingsovereenkomst met de National Science Foundation.

De corrector maakt een groter gezichtsveld mogelijk - een gebied dat meer dan 40 keer groter is dan de vorige corrector van de telescoop, en meer dan 40 keer zo groot als de volle maan gezien vanaf het aardoppervlak - voor een reeks van 5, 000 robotachtig gepositioneerde glasvezelkabels die licht zullen verzamelen van reeksen van gerichte sterrenstelsels. Dit licht zal worden geanalyseerd om informatie te verzamelen over hun afstand en de snelheid waarmee de sterrenstelsels van ons weg bewegen. Dankzij het grote gezichtsveld kan DESI een derde van de nachtelijke hemel in kaart brengen tijdens het geplande 5-jarige onderzoek.

Elk van de zes lenzen van de corrector begon als een grote, dik stuk glas gemaakt door Corning Glass in New York, Ohara Corp. in Japan, of Schott AG in Duitsland (zie een gerelateerde video). Een van de lenzen in de corrector is een van de grootste die ooit op een telescoop is gebruikt, merkte David Schlegel van Berkeley Lab op, een DESI-projectwetenschapper. De lenzen reisden de wereld rond voor polijsten en coatings bij verschillende bedrijven, en werden afgelopen voorjaar geïnstalleerd en nauwkeurig uitgelijnd in het correctorvat in een kelder aan het University College London.

De corrector werd vervolgens gedemonteerd voor transport en met een gecharterd transportvliegtuig van Engeland naar Tucson gevlogen, Arizona. Vervolgens, het werd per vrachtwagen naar de Kitt Peak-top gebracht, op een hoogte van 6, 800 voet. Eenmaal weer in elkaar gezet, de corrector was verbonden met het mechanische ondersteuningssysteem.

In juni, een 250 voet mobiele kraan werd gebruikt om de oude bovenkant van de telescoop en uit de koepel te tillen. Een 50-tons kraan in de koepel van de Mayall Telescope werd gebruikt om alle DESI top-end componenten vanaf het grondniveau naar de koepelvloer te hijsen, waar ze waren verzameld. Dezelfde koepelkraan werd vervolgens gebruikt om het gemonteerde DESI-bovenstuk op zijn plaats te hijsen bovenop de telescoop.

David Spuitbes, de locatiedirecteur van KPNO voor DESI, zei, "Dit was een complexe lift die vlekkeloos verliep. We hadden een dozijn van onze technische medewerkers die ervoor zorgden dat de nieuwe top-end precies op het midden van de telescoop zou worden gepositioneerd. Ik ben erg trots op mijn team dat dit voor elkaar heeft gekregen feilloos."

Begin volgend jaar, onderzoekers zullen een set camera's en andere instrumenten op het brandvlak van DESI monteren om te testen hoe de lenzen presteren over het hele beeldveld. Deze inbedrijfstellingscamera-array is gebouwd aan de Ohio State University.

"Dit wordt een echte test om te bepalen of alle lenzen perfect samenwerken, " zei Paul Martini, een professor aan de Ohio State University die toezicht hield op de ontwikkeling van de inbedrijfstellingscamera.

Vervolgens, andere DESI-systemen zullen de komende maanden worden getest totdat het hele instrument klaar is om met zijn hemelonderzoek te beginnen.