Sistema de metrologia de produção para medir segmentos de espelho para o Extremely Large Telescope da ESO, na Safran Reosc
Um sistema personalizado de metrologia de produção instalado na Safran Reosc, em Poitiers, França, permite a avaliação precisa do segmento de espelho do telescópio
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O ELT (Extremely Large Telescope) é um dos projetos científicos mais ambiciosos do mundo, que terá um espelho principal com 39 metros de diâmetro, composto por 798 segmentos de espelhos hexagonais de formato único, cada um com aproximadamente 1,5°metro de diâmetro. O telescópio foi planejado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO, do inglês European Southern Observatory), com sede em Munique, na Alemanha, e está em construção no Chile, em Cerro Armazones, a uma altitude de 3.046 metros.
A “primeira luz” está prevista para 2027.
O contrato para a fabricação dos segmentos de espelho para o espelho principal foi licitado pelo ESO e concedido à Safran Reosc, na França, líder mundial na fabricação de óptica para telescópios. A Safran construiu uma fábrica dedicada em Poitiers, França, para produzir um total de 931 segmentos de espelhos (incluindo 133 espelhos sobressalentes).
Para a medição da forma em produção, a Safran Reosc procurou a Hexagon desenvolver um sistema dedicado de metrologia de produção. O objetivo é determinar a forma e a curvatura dos segmentos do espelho com uma matriz de sensores ópticos com uma incerteza U (99%) menor do que 20 nm (a espessura de um cabelo humano é de cerca de 50.000 nm) em uma medição em produção.
Com base na exclusiva tecnologia Absolute Multiline da Hexagon, que tem um histórico comprovado em implementações científicas e industriais, desenvolveu-se um sistema de medição especializado para essa aplicação específica.
A Safran Reosc propôs um projeto com 19 sensores orientados para a superfície óptica e distribuídos sobre a superfície da peça. Os sensores são zerados em uma superfície de referência que pode ser esférica ou plana. Os sensores medem uma distância até a superfície sob teste que é usada para calcular o erro de forma absoluto (incluindo a curvatura).O desafio é garantir a precisão dos sensores no grau desejado, mesmo ao medir uma superfície não revestida e parcialmente refletiva. Além disso, devido à curvatura dos espelhos, os sensores precisam fazer medições em superfícies com orientações variadas. Tendo como base várias simulações ópticas, a Hexagon desenvolveu um projeto de sensor exclusivo, que foi examinado por uma instituição externa.
Descobriu-se que encontrar um laboratório independente que verificasse o desempenho necessário do sensor seria, por si só, um desafio. Somente o Instituto de Metrologia de Produção da Universidade de Erlangen seria capaz de fornecer o equipamento e o conhecimento técnico necessários para a tarefa. Uma equipe de engenheiros de P&D da Hexagon e da Safran apoiou e testemunhou os experimentos, que finalmente comprovaram a especificação do sensor em toda a faixa de medição e em várias orientações de superfície.
Atualmente, o sistema está em operação nas instalações da Safran Reosc para produzir os segmentos de espelho para o ELT, garantindo a qualidade da forma dos segmentos de espelho antes de serem entregues ao ESO.
“O Absolute Multiline System da Hexagon permite uma medição de forma de modo independente e preciso de nossos espelhos”, explica a Dra. Camille Frapolli, engenheira-chefe do ELT M1 da Safran. “Apreciamos a flexibilidade, transparência e conhecimento técnico da equipe da Hexagon, que nos permitiu alcançar desempenho de última geração em medição de comprimento absoluto em escala nanométrica. As medições de forma e curvatura realizadas com o sistema da Hexagon tiveram um papel fundamental para possibilitar a fabricação em série de grandes espelhos.”A Hexagon se orgulha de que sua tecnologia tenha contribuído para este projeto incrível, e de ter ajudado a humanidade a aprimorar sua visão do universo.
