Reuzentelescoop

Hoe groter de optica, des te meer licht de telescoop kan opvangen. De eerste spiegel van de LAMOST heeft een diameter van 4 meter. Het licht dat hierop valt, wordt gefocust op een tweede spiegel 20 meter verderop en vandaar naar de analyse-eenheid geleid. Deze eenheid bevat 4000 individuele optische vezels die het licht verder transporteren. De spiegels en vezels zijn gemaakt om licht in alle golflengtes te transporteren, tussen 370 en 900 nm. Anders gezegd: de telescoop heeft een breed gevoeligheidsbereik van ultraviolet tot aan infrarood. Om het invallende en verzamelde licht op een nuttige manier te kunnen beoordelen, moet het op exact de juiste positie in de detector worden gemeten, die overeenkomt met de daadwerkelijke positie van de lichtbron aan de hemel. Dankzij de flexibele optische vezels wordt het systeem niet meer beperkt door vaste optica. Aan de andere kant moeten de vezels hiervoor exact worden toegewezen en uitgelijnd. De oplossing: een samenspel van 4000 afzonderlijke, flexibele optische vezels. Met precisiemotoren kunnen de vezels individueel worden aangepast. Een belangrijke uitdaging voor deze toepassing is het formaat: de aandrijvingen moeten zo klein mogelijk zijn. Tenslotte moet het licht dat zo moeizaam is verzameld, zo helder mogelijk op een zo klein mogelijk oppervlak worden geconcentreerd. Alleen dan wordt het mogelijk om ook bijzonder kleine en zwak verlichte objecten te analyseren en herkennen. De sleutel hiervoor kwam van de specialisten voor stappenmotoren van de FAULHABER GROUP. Het bedrijf staat bekend om spelingsvrije miniatuur-precisieaandrijvingen en heeft tientallen jaren ervaring met de bouw van micro-aandrijfsystemen en zelfs nog langer met de fijnmechanische productie van horlogewerken.

Iedere afzonderlijke vezelstreng is verdeeld in twee assen die los van elkaar kunnen worden aangepast. Met twee aandrijvingen per vezel heeft de LAMOST dus 8000 aandrijvingen in totaal. Gezien deze gigantische hoeveelheid en de compacte plaatsing van de aandrijvingen van slechts 10 mm dikte, zouden onderhoud en vervanging natuurlijk ontzettend gecompliceerd zijn. Alleen al de besturingskabel met een diameter van 30 cm bestaat uit 32.000 individuele strengen. De ontwerpers waren dus niet alleen op zoek naar extreme precisie, maar ook naar betrouwbaarheid op de lange termijn, zonder de noodzaak van service- of onderhoudswerk. De bedrijfsomstandigheden maakten de specificaties nog veeleisender: vaak staan de aandrijvingen lange tijd stil, zonder aanpassingen en moeten ze daarna zeer specifieke, kleine bewegingen uitvoeren. De FAULHABER GROUP had al ervaring in de mechanische telecomsector, waar de vereisten voor nauwkeurige stappenmotoren vergelijkbaar zijn. Daarom kon het bedrijf de uitdaging probleemloos aan: met standaard verkrijgbare serieproducten. De algehele configuratie werkt met slijtvaste kogellagers in de motor en de tandwielkasten in combinatie met geoptimaliseerde smeermiddelen en een spelingsvrije planetaire tandwielkast. Het resultaat: superieure precisie en uitzonderlijke betrouwbaarheid. De grote structuren van tegenwoordig zijn vaak afhankelijk van de betrouwbaarheid van miniatuuraandrijvingen, zeker als het gaat om de optische uitlijning van meetapparatuur, sensoren en andere precisietoepassingen. Spelingsvrije microaandrijvingen zijn hiervoor de ideale keus, met opties voor een betrouwbare geautomatiseerde configuratie van parameters. Extreem compacte precisieaandrijvingen vormen een betrouwbare schakel tussen elektronica en mechanica – net als hun grote broers.