Kolossale telescopen kijken in het verleden met Vicor-modules met hoge vermogensdichtheid

Het ingenieursteam het Italiaanse Microgate ontwikkelt motorregelsystemen voor enorme telescopen. Ze gebruiken de poweroplossing van Vicor.

Microgate bouwt samen met de European Southern Observatory (ESO) de adaptieve spiegels voor de nieuwste en grootste generatie Extremely Large Telescopes (ELT’s), die de basis vormen voor de verkenning van nieuwe sterrenstelsels, sterren en planeten. De belangrijkste uitdaging van deze telescopen is het opvangen van licht uit het verre verleden om meer te weten te komen over de oorsprong van ons heelal.

De nieuwe ESO-ELT bevat een primaire spiegel met een diameter van 39 meter die de schaarse fotonen van verre sterren en sterrenstelsels opvangt.

De ESO-ELT M4 spiegel heeft een diameter van 2,4 meter en is gemaakt van zeer gespecialiseerd glas met een dikte van ongeveer 1,9 millimeter. De spiegel maakt gebruik van voice coil-motoren die worden aangedreven door een precisiestroomdriver en een reeks naast elkaar geplaatste permanente magneten om de nodige kracht te leveren om de spiegel te vervormen. Dit proces wordt uitgevoerd over het hele oppervlak van de spiegel met behulp van 5316 motoren, elk met een inter-as afstand, of pitch, van ongeveer 30 millimeter.

De adaptieve spiegel zweeft fysiek op het magnetische veld dat door de motorspoelen wordt gegenereerd. Hierdoor kan een speciale stuurstroom de spiegel plaatselijk vervormen en de vorm corrigeren met behulp van een equivalent aantal zeer gevoelige capacitieve of positiesensoren met een nauwkeurigheid in het nanometergebied. Met behulp van elektronische systemen die werken met een frequentie van ongeveer 100 kHz kunnen de technici van Microgate de vorm van de spiegel in één milliseconde volledig opnieuw definiëren. Het resultaat is een extreem scherp en zuiver weergegeven beeld zonder dat er een telescoop de ruimte in hoeft te worden gelanceerd.

Vicor power-dense modules voeden adaptieve optiek

Nauwkeurige manipulatie en thermisch beheer van het adaptieve optieksysteem is kritisch en vereist dat alle blootgestelde oppervlakken dicht bij de omgevingstemperatuur worden gehouden om plaatselijke turbulentie te voorkomen. De uitdaging van het voedingssysteem wordt nog moeilijker gemaakt door de beperkte ruimte.

De DCM3623 serie DC-DC converter powermodules van Vicor werd door Microgate geselecteerd om dit proces van stroom te voorzien. De printplaat van het voedingssysteem is gemonteerd aan de onderkant van de gasgekoelde koude plaat en elke module voorziet maximaal 36 motorkanalen van stroom, waardoor complexe bedrading overbodig is.

“Vicor’s modules met hoge efficiëntie en hoge vermogensdichtheid zijn zeer compact en betrouwbaar en nemen zeer weinig ruimte in op de printplaat”, zegt Gerald Angerer, Hardware Engineer, Microgate. “Deze geminiaturiseerde stroomconverters zijn de beste optie voor ons. We gebruiken ze al meer dan 10 jaar en er is momenteel geen vergelijkbaar alternatief.”