Astronomický ústav AV ČR   Ondřejov

Fričova 298
251 65 Ondřejov

Tel. +420 323649201
Fax: +420 323620 110, 117
Email:

Akademie věd
České republiky

 

Pokovení zrcadel 2m dalekohledu

V průběhu roku 2009 jsme přistoupili k občasné, ale nezbytné fázi údržby dvoumetrového dalekohledu v Ondřejově: k pokovení jeho zrcadel.

K soustředění světla slouží v dalekohledu hlavní, primární zrcadlo, vybroušené do tvaru rotačního paraboloidu. To má průměr 2m a hmotnost 2260kg. Ohnisková dálka je asi 9m, světlo se soustřeďuje do tzv. primárního ohniska. O optických konfiguracích dalekohledu je pojednáno zvlášť.

Jak je ze schématu vidno, existují celkem 4 menší sekundární zrcadla: dvě vypuklá, mající plochu ve tvaru rotačního hyperboloidu (plošší pro Cassegrainovo ohnisko a vypuklejší pro ohnisko coudé) a dvě rovinná (pro coudé ohnisko; první rovinné je umístěno přímo v tubusu a má eliptický průřez, druhé je umístěno v tzv. deklinačním domečku a má kruhový průřez). Typický rozměr zrcadel je kolem 60cm, hmotnost kolem 70-80kg (samotného skla) podle konkrétního zrcadla.

Odraznou plochu zrcadel tvoří napařená vrstva hliníku. Tato vrstva zvolna oxiduje, a samozřejmě se na ní také usazují nečistoty, takže je nezbytně třeba jednou za čas hliníkovou vrstvu obnovit, tzn. zrcadla znovu pokovit.

Hlavní zrcadlo, s ohledem na rozměry, není možné pokovit u nás. Nejbližší vhodné zařízení se nachází v Jeně u firmy 4H Jena Engineering, která tuto práci převzala po firmě Karl Zeiss (ta vyrobila i celý ondřejovský dalekohled). Pokovení menších - sekundárních - zrcadel pro nás tradičně zajišťuje Vývojová optická dílna v Turnově.

Rozhodli jsme se rozdělit pokovovací práce do dvou fází, v první pokovit hlavní dvoumetrové zrcadlo, ve druhé zbývající menší zrcadla. Důvodem byla snaha omezit složitosti při případné justáži pokovených zrcadel. Pokud by totiž k justáži muselo dojít, bylo by klíčové vědět, který otický člen je chybně usazený. Nejsprávnější by proto bylo vyjímat (a vracet) zrcadla postupně, jedno po druhém a vždy otestovat kvalitu jeho uložení před manipulací s následujícím optickým prvkem. Na druhou stranu by takový postup však vedl k neúměrně dlouhé odstávce celého dalekohledu. Z toho důvodu jsme sekundární zrcadla vyňali najednou.

Procedura pokovení zrcadla je totiž časově značně náročná, trvá v řádu týdnů. Nejprve se musí smýt stará odrazivá vrstva (provádí se ponořením zrcadla do roztoku louhu), a novou vrstvu pak napařit na dokonale čistý a vyleštěný skleněný povrch zrcadla.

Časový faktor hrál důležitou roli i při volbě vhodných termínů pro obě výše zmíněné odstávky. Vybírali jsme taková období, v nichž obvykle bývá nepříznivé počasí. Odstávka dalekohledu pak nemusí znamenat významnou ztrátu pozorovacích nocí. Nakonec jsme zvolili období duben-květen a listopad.

V poslední dubnové dekádě 2009 jsme vyjmuli hlavní zrcadlo z tubusu dalekohledu a uložili je do transportní bedny. Dne 27. dubna jsme zrcadlo nechali odvézt do Jeny.

Dne 19. května jsme přímo v Jeně schválili kvalitu pokovení a potvrdili protokol o měření odrazivosti nově napařené vrstvy. Pracovníci firmy 4H Jena Engineering pak připravili zrcadlo k transportu a dne 28. května dorazilo zrcadlo zpět do Ondřejova, takže jsme mohli přistoupit ke zpětné montáži.

Ke konci října jsme se začali chystat ke druhé fázi pokovovacích prací. V pondělí 2. listopadu jsme dalekohled odstavili a začali postupně vyndávat jednotlivá zrcadla a ukládat je do transportních beden.

Zdánlivě paradoxně byly tyto montážní práce choulostivější než v případě primárního zrcadla. Nejenom z toho důvodu, že šlo o manipulaci se třemi optickými prvky, ale zejména proto, že jedno ze zmíněných zrcadel je velmi obtížně přístupné. Je to tzv. druhé rovinné zrcadlo. Nachází se přesně v průsečíku hodinové a deklinační osy dalekohledu (a také v geometrickém středu kopule) a zajišťuje vedení světla podél hodinové osy dalekohledu, nosným pilířem směrem ke coudé ohnisku. Hmotnost samotného zrcadla je asi 80kg, ale i s kovovou objímkou (je třeba manipulovat s obojím) váží dohromady přes 200kg. Ve snaze minimalizovat rizika jsme se rozhodli použít autojeřáb. Ten ovšem musí stát před kopulí a ramenem dosáhnout nad kopulí až nad zrcadlo. Problémem tedy není zdvíhaná hmotnost, ale požadovaná délka ramena jeřábu - ta musí být minimálně 40m. V této práci jsme spolupracovali s firmou Hanyš.

V pondělí 9. listopadu jsme všechna zrcadla odvezli do Turnova a předali do péče pracovníků Vývojové optické dílny. Ti zajistili omytí starých vrstev hliníku a očištění optických ploch. Vlastní pokovení pak provedla firma Preciosa. Ve čtvrtek 26. listopadu jsme v Turnově převzali pokovená zrcadla i s protokolem o měření odrazivosti. V pondělí 30. listopadu jsme začali jednotlivá zrcadla upevňovat na místa. Zmíněné kritické zrcadlo jsme umístili opět s pomocí autojeřábu firmy Hanyš, a to v úterý 1. prosince. Ve čtvrtek 3. prosince bylo možné zahájit zkušební provoz dalekohledu.

Na závěr podotýkám, že k naší úlevě obě montážní fáze, jarní i podzimní, byly natolik kvalitní, že si nevyžádaly žádné justážní práce, takže dalekohled byl v obou případech po dokončení montáže a odaretování schopen provozu.

Následující série obrázků ukazuje jednak instalování pokoveného primárního zrcadla na jaře (prvních 7 obrázků), jednak instalování pokovených sekundárních zrcadel (zbývajících 10 fotek):

RNDr. Miroslav Šlechta, PhD., vedoucí skupiny provozu a rozvoje 2m dalekohledu.