Il progetto del telescopio Einstein ha raggiunto una nuova fase, con il prototipo E-TEST, sviluppato nei laboratori ULiège e CSL, inviato al Centro spaziale di Liegi per essere sottoposto a una serie di test criogenici e di vibrazione. Per funzionare in modo ottimale, il futuro specchio del telescopio Einstein deve resistere al raffreddamento a temperature estreme e non essere sottoposto quasi a nessuna vibrazione.
"Si tratta di una pietra miliare importante per questo progetto quadriennale unico e ambizioso, iniziato nel 2020", spiega Christophe Collette, ingegnere e coordinatore scientifico del progetto presso l'unità di ricerca di ingegneria aerospaziale e meccanica dell'ULiège. "Abbiamo subito alcuni ritardi e contrattempi a causa della pandemia, dell'accesso ai materiali e dei tempi di consegna più lunghi, ma grazie alla determinazione del team, siamo arrivati in tempo con un prototipo finito."
Assemblato presso AMOS da agosto a ottobre 2023, il prototipo E-TEST è stato trasferito a CSL all'inizio di novembre per essere collocato nel serbatoio sottovuoto FOCAL 6.5, utilizzato per le prove di raffreddamento.
Per evitare qualsiasi rischio di vibrazione, il prototipo è stato collocato in una camera vuota di 6,5 metri di diametro e raffreddato radiativamente (senza contatto). "Nella refrigerazione, questo metodo è generalmente meno efficace. Tuttavia, abbiamo risolto il problema aumentando la superficie di scambio tra il pannello freddo e il criostato interno", spiega Christophe Grodent, direttore commerciale di CSL. "I pannelli sono stati raffreddati utilizzando un liquefattore di elio, utilizzato per tutte le nostre applicazioni criogeniche."
I test sono iniziati il 22 novembre e l'equilibrio è stato raggiunto l'11 dicembre 2023. In 18 giorni, le strutture potrebbero passare da circa venti gradi Celsius a circa -250°C.
"Anche se speravamo di scendere sotto i 40 Kelvin (K), non ci aspettavamo di raggiungere una temperatura di equilibrio di 22 K sullo specchio. I pannelli termici hanno raggiunto una temperatura compresa tra 14K e 17K Kelvin. Un punto di svolta." Questi risultati impressionanti dimostrano la qualità delle strutture e delle capacità criogeniche del CSL.
Sebbene il prototipo E-TEST debba ancora essere nella sua configurazione finale, non è lontano. Il cuore del suo funzionamento, il suo specchio di silicio di 45 cm di diametro e 27 cm di spessore, arriverà entro la fine del 2024. È unico al mondo e attualmente è prodotto da un'azienda americana specializzato nel settore e unico fornitore di questo tipo di prodotto.
"Stiamo lavorando con uno specchio di alluminio, un materiale molto simile, che abbiamo verniciato di nero per aumentarne l'emissività", spiega Christophe Collette. "Se questo specchio supera i test di vibrazione, anche lo specchio in silicio li supererà a pieni voti."
Questi test di vibrazione sono essenziali perché forniscono informazioni sullo smorzamento interno dello specchio e sulla sua capacità di rimanere stabile. Uno dei principi fondamentali del progetto del telescopio per onde gravitazionali è cancellare le vibrazioni della Terra per ottenere la massima stabilità per il rilevamento delle onde.
"I risultati iniziali sono incoraggianti, ma ci sono ancora alcuni miglioramenti da apportare. Questo è il principio di un prototipo:testare, imparare e migliorare. Il suo sistema di sospensione migliorerà la stabilità dello specchio, che un'azienda con sede a Liegi sta attualmente studiando ."
In attesa dell'arrivo dello specchio in silicio, il prototipo dell'E-TEST non è stato accantonato. "Il progetto continua e stiamo eseguendo nuovi test in diverse condizioni, che ci permetteranno di migliorarne ulteriormente le prestazioni. Inoltre, questo prototipo potrà essere utilizzato in modo efficiente anche da altri ricercatori che lavorano su diversi progetti nel campo della rilevatori di onde gravitazionali e altri campi correlati."
Fornito dall'Università di Liegi
