Laser Tracker ของ FARO ให้ความแม่นยำสูงในการตรวจวัด ซึ่งจำเป็นสำหรับการประกอบกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์

  • Vantage ของ FARO ถูกใช้เพื่อวัดชิ้นส่วนในระหว่างการผลิต
    Vantage ของ FARO® ถูกใช้เพื่อวัดชิ้นส่วนในระหว่างการผลิต
  • กล้องโทรทรรศน์ miniTAO ที่ใช้งานโดยมหาวิทยาลัยโตเกียว
ติดตั้งอยู่ในทะเลทรายอาตากามาของประเทศชิลี
    กล้องโทรทรรศน์ miniTAO ที่ใช้งานโดยมหาวิทยาลัยโตเกียว ติดตั้งอยู่ในทะเลทรายอาตากามาของประเทศชิลี
  • กล้องโทรทรรศน์ TAO มีส่วนต่อพ่วงกับฐาน ที่มีโครงสร้างเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 m และมีความเบี่ยงเบนกับพื้นผิวด้านบน 0.05 mm
    กล้องโทรทรรศน์ TAO มีส่วนต่อพ่วงกับฐาน ที่มีโครงสร้างเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 m และมีความเบี่ยงเบนกับพื้นผิวด้านบน 0.05 mm
  • ด๊อกเตอร์ Otani วัดความโค้งโครงของกล้องโทรทรรศน์ ที่ออกแบบสำหรับ JAXA ด้วยเครื่อง Laser Tracker
    ด๊อกเตอร์ Otani วัดความโค้งโครงของกล้องโทรทรรศน์ ที่ออกแบบสำหรับ JAXA ด้วยเครื่อง Laser Tracker
  • The Vantage measures the trajectory of the scanner belonging to the Shanghai Astronomical Observatory.
    Vantage ใช้วัดวิถีการเคลื่อนที่เครื่องสแกนของหอดูดาวเซี่ยงไฮ้
  • Nishimura Co., Ltd.
    Nishimura Co., Ltd.

คำนำ

มีดาวเคราะห์แปดดวง*ในระบบสุริยะจักรวาล ดาวเคราะห์เหล่านี้รวมถึงดาวศุกร์-ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อดาวประจำเมือง, ดาวอังคาร-เป็นดาวเคราะห์ที่มีคุณลักษณะหลายอย่างเหมือนโลกและสามารถมีสิ่งมีชีวิตอยู่ได้ และดาวพฤหัสซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะจักรวาล ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจน เป็นที่น่าสนใจว่า ดาวพฤหัสมีดาวบริวาร 67* ดวงล้อมรอบอยู่ รวมถึงดวงจันทร์ของกาลิเลโอ (Galilean moons) ขนาดใหญ่ 4 ดวง ดาวเคราะห์เหล่านี้นี้ดึงดูดจินตนาการของมนุษย์ และได้รับการสังเกตการณ์จากทั่วโลกนับตั้งแต่หลายศตวรรษก่อน (*ตามข้อมูลจริง ณ เดือนกรกฎาคม 2016)

ในเดือนมิถุนายน 2014 มหาวิทยาลัยโตเกียวตรวจพบการทำงานของภูเขาไฟในพื้นที่เดดาลัสพาเทอร่าบน "อิโอ" หนึ่งในดวงจันทร์ของกาลิเลโอที่โคจรรอบดาวพฤหัส การค้นพบนี้ใช้กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ miniTAO ซึ่งติดตั้งอยู่ในทะเลทรายอาตากามาของประเทศชิลี แม้ว่าผลลัพธ์นี้จะสำเร็จได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดค่อนข้างเล็กด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 m แต่ก็เป็นผลงานที่สำคัญต่อการวิจัยสังเกตการณ์ดาวเคราะห์ในระยะเวลาถัดมา

miniTAO ผลิตและติดตั้งโดย Nishimura Co., Ltd (Nishimura) ซึ่งตั้งอยู่ในกรุงเกียวโตของประเทศญี่ปุ่น บริษัทมุ่งเน้นการออกแบบ การพัฒนา, การผลิต และการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ โดม และอุปกรณ์สังเกตการณ์พิเศษสำหรับมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยต่าง ๆ ด้วยความสนใจที่กำลังขยายตัวขึ้นของผู้คน เกี่ยวกับเศษวัตถุในอวกาศและดาวบริวาร ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา Nishimura สังเกตได้ถึงการสั่งซื้อที่เพิ่มขึ้นในประเทศและต่างประเทศสำหรับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และโดมดาราศาสตร์

การประกอบที่ต้องการความแม่นยำในระดับสูง ต้องได้รับการวัดที่มีความเที่ยงตรงเป็นอย่างมาก

เป็นเวลา 90 ปีนับตั้งแต่ Nishimura ผลิตกล้องโทรทรรศน์ภายในประเทศตัวแรก ในญี่ปุ่นเมื่อปี 1926 ตามคำขอของสถาบันวิจัยท้องถิ่นและนานาชาติหลายแห่ง บริษัทได้ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์และอุปกรณ์สังเกตการณ์ในที่ต่าง ๆ ทั่วโลก ไม่ใช่เรื่องแปลกที่กล้องโทรทรรศน์ของ Nishimura จะได้รับการติดตั้งในสถานที่ เช่น ทะเลทรายหรือที่ราบสูง เนื่องจากอากาศที่ปลอดโปร่งและสภาพความชื้นที่ต่ำในบริเวณดังกล่าว

กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ต้องการการสนับสนุนด้วยการวัดที่มีความแม่นยำสูงเนื่องจากใช้ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมให้การเคลื่อนไหวได้ราบรื่นโดยไม่หยุดชะงัก นอกจากนี้ การวัดที่แม่นยำยังมีประโยชน์เมื่อกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ต้องถูกติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่แปรปรวน เพื่อยังคงให้ข้อมูลการสังเกตุการณ์ที่เที่ยงตรง ท่ามกลางสภาวะลมแรง สภาพแวดล้อมเหล่านี้ยังอาจเกิดการผันผวนของอุณหภูมิกลางวันและกลางคืนเป็นอย่างมาก

เมื่อไม่นานนี้ Nishimura ได้รับการมอบหมายให้ผลิตและติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์สำหรับมหาวิทยาลัยคิงส์ซาอุดในประเทศซาอุดิอาระเบีย ระหว่างการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์, คุณ Takayuki Seki ผู้จัดการทั่วไปของฝ่ายการผลิตที่ Nishimura กล่าวว่า "เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์จะต้องถูกติดตั้งในสภาพเปิดโล่งและจะต้องทนต่อสภาพอากาศที่แปรปรวน เราจึงต้องออกแบบอุปกรณ์ที่ทนทานยิ่งขึ้นซึ่งสามารถทนกับสภาพแวดล้อมภายนอกอาคารที่ผันผวนได้ เพื่อดำเนินการดังกล่าว เราจำเป็นต้องใช้การวัดที่มีความแม่นยำสูงเพื่อทำให้การประกอบกล้องโทรทรรศน์เป็นไปอย่างราบรื่นและสมบูรณ์"

เครื่องมือตรวจวัด 3D แบบเคลื่อนย้ายได้ สามารถใช้ในการวัดชิ้นงานขนาดใหญ่ได้อย่างสมบูรณ์แบบ และให้ประสิทธิภาพสูงแม้อยู่ภายใต้สภาวะสิ่งแวดล้อมที่ผันผวน

กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ เมื่อถูกผลิตและประกอบที่ Nishimura จะถูกแยกชิ้นส่วนและขนส่ง เพื่อนำไปประกอบใหม่ ณ สถานที่ติดตั้ง ชิ้นส่วนกล้องโทรทรรศน์แต่ละชิ้นมีขนาดใหญ่มาก ประกอบไปด้วยกระจกกล้องโทรทรรศน์ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางหลายเมตร และฐานกล้องโทรทรรศน์ก็มีเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ 3 m ถึง 12 m ทำให้น้ำหนักรวมของกล้องโทรทรรศน์อาจมากกว่า 20 ตัน ในอดีต Nishimura ทำการวัดโดยใช้มาตรวัดระดับและ dial gauge คุณ Seki อธิบายว่า "ในการประกอบกล้องโทรทรรศน์ เราวัดความโค้งและความเรียบของรางหมุนที่ฐาน และความตั้งฉากของเพลาขับทั้งสองแกน” อย่างไรก็ตาม การดำเนินงานนี้เป็นสิ่งที่อาจใช้เวลา และขึ้นกับจุดที่ทำการวัด กระบวนการอาจใช้เวลาตั้งแต่สองวันไปจนถึงสองสัปดาห์"

ในปี 2008 มหาวิทยาลัยนาโงย่าให้ Nishimura ยืมเครื่อง Laser Tracker ION ของ FARO ซึ่งเป็นระบบการวัดความเที่ยงตรงและความเร็วสูง ทำให้ผู้ผลิตสามารถวัดชิ้นส่วนกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นได้ ด้วยเครื่องมือนี้ทำให้ผู้ผลิตสามารถดำเนินงานวัดให้เสร็จสมบูรณ์อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ได้เป็นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อความต้องการในการวัดเพิ่มสูงขึ้น ทำให้มีความไม่สะดวกที่ Nishimura จะยืมอุปกรณ์บ่อยครั้งขึ้น ยิ่งกว่านั้น บริษัทก็ต้องการมีอุปกรณ์การวัดเป็นของตัวเอง

ในปี 2015 Nishimura ซื้อ Laser Tracker Vantage ของ FARO ซึ่งเป็นเครื่อง Laser Tracker ขนาดกะทัดรัดและเคลื่อนย้ายได้รุ่นล่าสุดของ FARO ที่มีระยะการวัดถึง 80 m เพื่อรองรับกระบวนการวัดของบริษัท จาก คำบอกเล่าคุณ Takayuki Seki, เครื่อง Laser Tracker ลดเวลาการวัดในภาพรวมลงอย่างมาก จากสองวันเหลือครึ่งวัน และจากสองสัปดาห์เหลือสองวัน ชิ้นส่วนที่ซับซ้อน ที่ท้าทายสำหรับการวัดในอดีต สามารถทำได้ง่ายขึ้นและแม่นยำขึ้นในตอนนี้ด้วยเครื่อง Laser Tracker คุณ Seki เล่าให้ฟังว่า "ก่อนหน้านี้ เราไม่สามารถวัดความแปรผันของน้ำหนักตัวโครงสร้างลำกล้องได้ เมื่อทิศทางของแรงโน้มถ่วงเปลี่ยนไปตามการเคลื่อนไหวของกล้องโทรทรรศน์ ในตอนนี้เราวัดปริมาตรของเคลื่อนที่ได้โดยใช้เครื่อง Laser Tracker ในการประกอบกล้องโทรทรรศน์ จำเป็นต้องมีระดับความแม่นยำระดับ ± 20 ไมครอน ตั้งแต่นำเครื่อง Laser Tracker มาใช้ เราสามารถดำเนินการวัดได้อย่างรวดเร็ว แม่นยำ และง่ายยิ่งขึ้น"

ด้วยความพึงพอใจกับอุปกรณ์ บริษัทได้วางแผนที่จะนำ Vantage มาใช้สำหรับการติดตั้งในต่างประเทศสำหรับการประกอบในอนาคต โปรเจคการติดตั้งล่าสุดของ Nishimura คือการประกอบกล้องโทรทรรศน์ TAO ในทะเลทรายอาตากามาของประเทศชิลี ด้วยความสำเร็จของโปรเจค miniTAO ในการทนต่อสภาพอากาศที่แปรปรวนในที่ราบสูงทะเลทราย, มหาวิทยาลัยโตเกียวมอบหมายให้ Nishimura ติดตั้ง TAO ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 6.5 m ที่ทะเลทรายอาตากามาตั้งอยู่ในพื้นที่ราบสูงของประเทศชิลีที่ระดับความสูง 5,600 m ช่วงกลางวัน อุณหภูมิในช่วงฤดูร้อนอาจมีค่าเฉลี่ยประมาณ 5 - 10°C และลดลงถึง - 20 °C ในฤดูหนาว เพื่อทำการอธิบายประสิทธิภาพของ Vantage ในสภาพแวดล้อมแปรปรวน นาย Seki กล่าวว่า "เรารู้ว่า miniTAO มีความทนทานที่จะทนต่อสภาพอากาศที่แปรปรวน ดังนั้นในตอนนี้เราจึงรู้สึกมั่นใจที่จะติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นอย่าง TAO Vantage ยังคงมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมโดยไม่มีปัญหา แม้แต่ที่ระดับความสูง 5,600 m และนั่นน่าทึ่งมาก จะเป็นเรื่องเยี่ยมมากหากเราสามารถนำ Vantage ไปใช้สำหรับการประกอบในแอนตาร์กติก้าสำหรับโปรเจกต์ในอนาคตได้"

กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์

ตามคำขอขององค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA) ในขณะนี้ Nishimura กำลังผลิตกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาด 60 cm เพื่อใช้ในการค้นหาเศษวัตถุในอวกาศและสื่อสารกับดาวเทียม หลังทำการวัดความโค้งโครงของกล้องโทรทรรศน์ และวิถีของการเคลื่อนไหวเลนส์ที่ติดตั้ง กล้องโทรทรรศน์จะถูกประกอบที่จังหวัดนางาโนะ เมื่อความต้องการสำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่เพิ่มมากขึ้น Nishimura วางแผนที่จะย้ายโรงงานผลิตเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด

เมื่อมองภาพสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต นาย Seki เล่าว่า "พอเวลาผ่านไป เราคาดว่ากล้องโทรทรรศน์จะเคลื่อนที่ไปจากตำแหน่งที่ติดตั้งเดิมเนื่องจากผลกระทบของแรงโน้มถ่วง ก่อนจะมี Vantage เราต้องใช้ข้อมูลในการวัดกล้องโทรทรรศน์ ที่ได้จากกล้อง charge-coupled device (CCD) และนำข้อมูลมาวิเคราะห์ ในตอนนี้ เราสามารถคาดหวังที่จะแก้ไขปัญหาเรื่องการเคลื่อนที่ได้ โดยใช้ Vantage ซึ่งเป็นเรื่องที่แต่ก่อนเป็นไปไม่ได้ ด้วยการวัดระดับของการเคลื่อนที่ เราสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงทีละน้อยของกล้องโทรทรรศน์ได้ทุกปี ซึ่งมีความเป็นไปได้สำหรับเราที่จะรวบรวมและใช้ข้อมูลกล้องโทรทรรศน์ที่ได้ด้วย Vantage และกล้อง CCD เข้าด้วยกัน ทั้งสองวิธีมีประโยชน์และสำคัญเนื่องจากช่วยให้เราประเมินข้อมูลได้ในรูปแบบต่างกัน ดังที่ Nishimura ได้ให้การสนับสนุนอุตสาหกรรมด้วยอุปกรณ์ระดับมืออาชีพ ดร. Kazuto Otani, Ph.D. ของแผนกอุปกรณ์ทางแสงที่ Nishimura กล่าวถึงความต้องการของบริษัทที่จะมีบทบาทที่มากขึ้น ในการอำนวยความสะดวกให้การพัฒนาของการสื่อสารทางดาวเทียม "ในตอนนี้ เราผลิตกล้องโทรทรรศน์และโดมสำหรับการวิจัย แต่เราหวังที่จะไปไกลกว่านั้นเพื่ออุตสาหกรรมด้านอวกาศ”

เกี่ยวกับ Nishimura Co., Ltd.

Nishimura Co., Ltd. ออกแบบ ผลิต จำหน่าย และบำรุงรักษากล้องโทรทรรศน์ อุปกรณ์สังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ โดมสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ หลังคาเลื่อนได้ กล้องโทรทรรศน์สุริยะ และอุปกรณ์ทางแสงแบบพิเศษขนาดใหญ่ สำหรับสถาบันการศึกษาและสถาบันวิจัย บริษัทได้มีส่วนร่วมในการผลิตกล้องโทรทรรศน์คุณภาพสูงในระดับแนวหน้า พวกเขาได้ทำงานในโปรเจกต์กับบริษัทและสถาบันต่าง ๆ ที่อยู่ในประเทศญี่ปุ่น ชิลี ซาอุดิอาระเบีย และไต้หวัน

 

ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง

» กรณีศึกษาในรูปแบบ PDF
» หน้าของ FARO Laser Tracker®
» เอกสารทางเทคนิคของ FARO Laser Tracker®