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Moteurs pas à pas dans des télescopes géants pour le système de positionnement de fibre optique

Les télescopes géants ne sont pas à la portée de tous les scientifiques. D’un autre coté, n’importe qui peut développer des idées de génie. C’est pourquoi les données récoltées par ces télescopes deviennent de plus en plus accessibles à tous les scientifiques qui le souhaitent de part le monde. La Chine a également apporté sa contribution à cette "collecte de connaissances" avec le LAMOST (Large Sky Area Multi-Optic Fibre Spectroscopy Telescope). Techniquement parlant, le principe de ce télescope n’est pas nouveau, il se base sur le concept du télescope Schmidt. Dans le cas présent, les photons collectés sont transférés à un système d’analyse spectral via 4000 fibres optiques individuelles. Pour un ajustement précis des fibres optiques, les ingénieurs ont fait appel aux compétences du constructeur suisse FAULHABER PRECISTEP SA.

Moteurs pas à pas dans des télescopes géants pour le système de positionnement de fibre optique

Un télescope géant

Plus l’optique est grande, plus la quantité de lumière incidente que l’on peut collecter sera importante. Dans le cas du LAMOST, le premier miroir a un diamètre de 4 m. La lumière est ensuite concentrée sur un second miroir à 20 mètres de distance, puis reflétée de ce miroir à l’unité d’analyse. Cette unité comprend 4 000 fibres optiques individuelles qui vont transférer la lumière. Les miroirs et les fibres optiques ont été conçus pour transmettre toute lumière ayant une longueur d’onde comprise entre 370 et 900 nm. En d’autres termes, le télescope dispose d’une sensibilité couvrant des ultraviolets aux infrarouges.

Afin de pouvoir exploiter judicieusement la lumière incidente et les faisceaux concentrés, il faut les mesurer à l’endroit exact du détecteur qui correspond à leur position réelle dans le ciel. Grâce à des fibres optiques flexibles, on n’est plus handicapés par des contraintes optiques rigides. D’un autre côté, cela pose un problème d’application et d’ajustage. La solution: la combinaison de 4 000 fibres optiques individuelles flexibles. Elles peuvent être ajustées individuellement par des moteurs de précision. La taille reste un problème majeur: Les systèmes d’entraînement doivent être aussi petits que possible. Enfin, la lumière laborieusement collectée doit être concentrée sur la surface la plus petite possible et avec le plus de luminance possible afin de pouvoir identifier même les objets les plus petits, brillant très faiblement. La solution à se problème a été apportée par les spécialistes en moteurs pas à pas du groupe FAULHABER. Les systèmes d’entraînement miniatures sans jeu sont la marque de fabrique de cette société, qui s’appuie sur un savoir-faire de plusieurs dizaines d’années dans la construction de microsystèmes d’entraînement, et sur une expérience encore bien plus longue en horlogerie.

Moteurs pas à pas dans des télescopes géants pour le système de positionnement de fibre optique
Le télescope moderne Schmidt en Chine effectue des mesures de précision en astronomie
Moteurs pas à pas dans des télescopes géants pour le système de positionnement de fibre optique
Le système de positionnement contrôlable parallèle des fibres optiques permet un ajustage en simultané des fibres.

Petits, costauds, précis et durables

La gaine de chacune des fibres est divisée en deux axes ajustables séparément. Pour cela, deux systèmes d’entraînement sont nécessaires pour chacun, ce qui totalise 8 000 entraînements individuels. Étant donné la grande quantité et la haute densité des ces systèmes d’entraînement, qui ne font que 10 mm "d’épaisseur" réducteur inclus, l’entretien ou le remplacement de certains composants serait bien sûr extrêmement complexe. Le "câble de contrôle" comporte à lui seul plus de 32 000 gaines individuelles et mesure près de 30 cm de diamètre. En plus d’une grande précision, les constructeurs se sont attachés à garantir une fiabilité extrême sur le long terme, sans qu’aucune intervention ultérieure ne soit nécessaire. La tâche est rendu encore plus complexe par les conditions d’utilisation : de longues périodes sans aucune modification de l’alignement, puis quelques mouvements minimes très ciblés. Grâce à son expérience dans le secteur des télécommunications mécaniques, qui nécessitent également l’emploi de moteurs pas à pas de précision, le FAULHABER GROUP a pu relever ce défi sans problème, en employant des produits standard. Grâce aux composants utilisés dans les moteurs et les réducteurs planétaires sans jeu qui ne souffrent pas de l’usure, et en conjonction avec une utilisation optimale des lubrifiants, la solution d’entraînement dans son intégralité offre la précision exigée ainsi qu’une fiabilité hors du commun. Les mégastructures modernes dépendent souvent de la fiabilité de systèmes d’entraînement miniatures, tout particulièrement dans le domaine de l’alignement optique pour les instruments de mesures, capteurs et autres applications de précision. Les microentraînements sans jeu sont le produit le plus adapté, rendant ainsi possible un réglage fiable par ordinateur des différents paramètres. Tout comme dans le "monde des grands", les systèmes d’entraînement de précision miniaturisés constituent le lien le plus sûr entre l’électronique et la mécanique.

Produits

Moteurs pas à pas
Entraînement de positionnement économique sans codeur
Densité de puissance élevée
Très forte accélération
Possibilité de changement de direction extrêmement rapide
Durable
Large plage de températures de fonctionnement
Fonctionnement possible en mode pas entier, demi-pas ou micro-pas
Inertie du rotor très faible
Détails

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