Automatisering van vacuümcoating voor de ELT: Technische uitdaging voor ‘s werelds grootste secundaire spiegel

Ultravacuüm engineering ten dienste van Astronomische Observatie

De Extremely Large Telescope (ELT), momenteel in aanbouw in de Atacama-woestijn in Chili, betekent een belangrijk keerpunt voor de astronomie op aarde. De prestaties van dit instrument hangen af van de optische kwaliteit van de spiegels. In samenwerking met AGC kreeg Ceratec de opdracht voor het ontwerp en de implementatie van de automatisering van de hoogvacuüm coatinginstallatie (High Vacuum Coating Plant). Deze installatie is cruciaal voor het operationele onderhoud van de telescoop.

Een uitdaging op vlak van dimensies en geometrie

De door Ceratec geautomatiseerde coatingeenheid moet een verscheidenheid aan complexe optische geometrieën behandelen. In tegenstelling tot de segmenten van de hoofdspiegel (M1), vertonen de secundaire en tertiaire spiegels concave, convexe of vlakke krommingen, met diameters variërend van 2,4 meter tot 4,25 meter.

Het meest kritieke element in dit proces is de secundaire spiegel (M2). Met een diameter van 4,25 meter is dit de grootste convexe secundaire spiegel die ooit is geproduceerd. De manipulatie en oppervlaktebehandeling van een dergelijk stuk laten geen enkele foutmarge toe.

Beheersing van het vacuümdepositieproces

De interventie van Ceratec betreft de volledige aansturing van het dunne-laag depositieproces (coating). De spiegels van de ELT vereisen een periodieke vernieuwing van hun reflecterende laag, die na verloop van tijd natuurlijk oxideert of degradeert.

Het ontwikkelde automatiseringssysteem beheert de volgende sequenties:

• Beheer van hoogvacuüm: Aansturing van de pompen om de vereiste drukniveaus voor Physical Vapor Deposition (PVD) te bereiken.

• Kathodeverstuiving (Sputtering): Nauwkeurige aansturing van de magnetrons om een uniforme atomaire depositie van de zilver- of aluminiumlaag over het gehele optische oppervlak te garanderen.

• Receptbeheer: Dynamische aanpassing van de procesparameters afhankelijk van de geladen spiegel (M2, M3, M4 of M5).

Deze realisatie toont het vermogen van Ceratec aan om zijn expertise in industriële automatisering toe te passen op geavanceerde wetenschappelijke toepassingen, waar precisie en herhaalbaarheid absolute vereisten zijn.