ELT의 정밀하고 신뢰성 높은 영상안정화를 위한 PICA 적층 액추에이터

우주의 깊은 곳에는 아직 발견되지 않은 천체, 행성, 별, 은하들이 있다. 이들을 탐험하기 위해, 유럽 남방 천문대(ESO, European Southern Observatory)는 현재 세계에서 가장 큰 망원경이 될 Extremely Large Telescope(ELT)을 개발하고 있다. ELT의 주경은 거의 40m에 달해 모든 기존 망원경을 능가한다. 칠레 아타카마 사막의 Cerro Armazones 산은 1년 중 350일이 구름 없이 깨끗해 최상의 입지 조건을 갖췄다. 모든 것이 계획대로 진행된다면, 망원경은 2027년에 첫 빛을 보게 될 것이다.

'하늘에서 가장 큰 눈'이라고도 불리는 ELT는 총 5개의 거울로 구성된 획기적인 광학 시스템을 포함한다.

M1 주경은 직경 30m로 798개의 세그먼트로 구성된 속이 빈 거울이다. 이러한 세그먼트의 고정밀 저장 및 정렬을 위해 PI는 모터 스핀들 드라이브와 피에조 액추에이터로 구성된 하이브리드 드라이브 원리에 기반한 2,000개 이상의 액추에이터를 제공한다. 각 세그먼트는 밤하늘의 빛을 수집하여 M2 부경에 반사한다.

반대로, 주경 위에 걸려 있고 지름이 4.2m인 이 거울은 번들 형태로 빛을 M3 3차 미러로 향하게 한다. M3는 3개의 커브드 하프미러로 구성된 모듈로, 지금까지 보지 못한 화질로 밤하늘을 촬영할 수 있다. 여기에서 빛이 M4 평면 어댑티브 미러로 전달된다. 대기의 난류로 인한 왜곡을 상쇄하기 위해 이 거울은 초당 최대 1,000회까지 모양을 바꿀 수 있다.

ELT의 가장 작은 미러 안에 있는 피에조 고전압 액추에이터

직경이 2m인 M5 미러는 시스템에서 가장 작은 미러이면서 세계에서 가장 잘 알려진 팁/틸트 미러이기도 하다. 어떠한 방해 요소도 보상할 수 있어 높은 이미지 품질과 정확한 이미지를 보장한다.

PICA Stack actuator

ELT의 경우 PI Ceramic의 스페인 고객이 M5 미러용 이미지 안정화 시스템을 개발 및 생산한다. 이것은 PI Ceramic의 11개의 PICA 스택 액추에이터를 사용한다. 이들은 프레임에 통합되어 팁-틸트 스테이지를 만들어 기본 상태에서 37.25°의 기울기가 되도록 한다.

2027년부터는 ELT로 미지의 천체를 우수한 정밀도와 해상도로 촬영할 수 있게 된다. 직경 56mm의 편향과 서브나노미터 범위에서 정밀하게 설정할 수 있는 PI Ceramic의 액추에이터가 이러한 성과에 기여한다.

적층형 설계는 매우 견고하고 신뢰할 수 있으므로 특별한 환경 조건에서 사용하기에 이상적이다.

PI Ceramic의 Technical Sales Engineer인 Dr. Daniel Jakobsen은 "한계를 뛰어넘는 것이 우리를 앞으로 나아가게 하는 원동력이다. 세계에서 가장 큰 망원경 ELT의 개발도 같은 모토를 따른다. 우리의 고전압 액추에이터를 통해, 우리는 우주에서 가능성의 영역을 넓히기를 기대한다."고 밝혔다.

자료 제공: PI Korea(www.pikorea.co.kr)