Teleskop Sangat Besar (ELT): Keajaiban Terbesar Astronomi

Teleskop Sangat Besar Akan Memecahkan Rekor Astronomi

Kemajuan astronomi sebagian besar selaras dengan kemajuan teknis dalam pembuatan teleskop. Dari model awal yang dibuat tangan oleh Galileo, hingga kehebatan teknologi dari kolaborasi internasional saat ini, hal ini masih berlaku.

Langkah selanjutnya adalah memindahkan teleskop dari Bumi ke orbit, seperti pada teleskop Hubble dan lebih baru lagi dengan teleskop luar angkasa James Webb (ikuti tautan untuk analisis mendetail tentang megaproject sains tersebut.

Alasan teleskop luar angkasa lebih efektif adalah karena mereka kebal terhadap gangguan atmosfer dan cuaca Bumi, yang dapat menurunkan kualitas gambar.

Namun, teleskop yang berada di Bumi masih memiliki beberapa keunggulan dibandingkan teleskop luar angkasa. Khususnya, potensi ukuran mereka, karena mengangkat peralatan besar ke orbit masih merupakan tugas yang sangat kompleks dan mahal.

Pasokan listrik, pemeliharaan, dan peningkatan teknis juga jauh lebih mudah dilakukan di darat, sementara teleskop luar angkasa hampir tidak mungkin diperbaiki atau diubah kemudian, terutama teleskop yang berada jutaan kilometer dari Bumi, seperti teleskop luar angkasa James Webb.

Masih dalam tahap konstruksi, sebuah proyek bernama Teleskop Sangat Besar (ELT) sedang menunjukkan potensi teleskop berbasis darat. Berbasis di Chili, teleskop ini akan menjadi teleskop terbesar yang pernah dibangun di dunia, beberapa kali lebih besar daripada rekor sebelumnya, dan merupakan keajaiban teknik.

Serangkaian Panjang Teleskop Besar di Chili

ELT adalah proyek terbaru dari komunitas astronom internasional untuk memecahkan misteri Alam Semesta.

Di area yang sama dengan lokasi ELT terdapat Observatorium Paranal, yang dioperasikan oleh European Southern Observatory (ESO), dan berjarak 23 kilometer (14 mil) dari lokasi konstruksi ELT.

Sumber: ESO

Paranal adalah lokasi Teleskop Sangat Besar (VLT), nenek moyang Teleskop Sangat Besar (ELT), yang kini sedang dibangun. VLT telah dioperasikan sejak 1998 oleh ESO, dan menggunakan cermin utama yang pada saat itu memecahkan rekor dengan diameter 8,2 meter (27 ft).

ELT akan jauh melampaui VLT, dengan cermin segmen utama berdiameter 39,3 meter (130 kaki).

Mengapa Chili?

Lokasi Chili yang sama juga digunakan oleh Observatorium Vera C. Rubin, sebuah teleskop survei yang mengamati seluruh langit tampak sekaligus, dan menggunakan AI canggih untuk mendeteksi perubahan aktivitas bintang.

ELT juga akan berada di Chili, yang memiliki beberapa kondisi terbaik untuk astronomi.

Lokasi yang dipilih memiliki rata‑rata 270 malam cerah per tahun.

Vera C. Rubin, VLT, dan segera ELT, semuanya terletak di ketinggian tinggi, dengan ELT dibangun pada ketinggian 3.046 m (9.993 ft) di atas permukaan laut.

Cerro Armazones pernah berada pada ketinggian 10.052 kaki (3.064 m) di atas permukaan laut, tetapi pada Juni 2014, puncaknya dilebur untuk meratakan puncak gunung demi konstruksi, memotong 60 kaki (18 m) dari ketinggiannya dan menghilangkan sekitar 220.000 m³ batu (263.000 yard persegi).

Sumber: ELT

Lokasi Cerro Armazones di gurun kering Chili pada ketinggian tinggi menjadikannya ideal untuk pengamatan astronomi.

Ketinggian situs di atas permukaan laut tidak menimbulkan masalah logistik untuk operasi, sekaligus memenuhi persyaratan ilmiah untuk uap air yang dapat mengendap rendah dan suhu operasi yang rendah.

Curah hujan dalam satu tahun berkisar sekitar 100 mm, dengan nilai kelembapan relatif median sebesar 15%.

Gambaran Umum ELT

Konstruksi

Dibahas sejak 2005, proyek ELT dimulai pada 2010, ketika beberapa lokasi di Chili dan negara lain (Argentina, Kepulauan Canary, Maroko, Antartika) awalnya dipertimbangkan, sebelum puncak gunung Cerro Armazones dipilih, sebagian karena kedekatannya dengan infrastruktur yang sudah ada di Observatorium Paranal.

Sumber: ELT

Pada 2012, proyek ini disetujui oleh Dewan ESO, dan pekerjaan konstruksi dimulai pada 2014.

Pada awalnya disebut European Extremely Large Telescope (E-ELT), nama proyek dipersingkat menjadi ELT pada 2017.

Konstruksi mencapai 50% pada 2023, dan segmen pertama cermin mulai tiba di Chili pada 2024, dengan cermin sekunder diperkirakan selesai pada 2025.

Perkembangan lebih lanjut diharapkan pada 2026 dengan struktur akhirnya selesai, dan pada 2027 dengan cermin tersier serta M4 dan M5 selesai, bersama dengan cermin utama utama.

ELT diperkirakan akan menerima “cahaya pertama” pada 2029 dan pengamatan ilmiah pertama pada 2030. Teleskop ini diharapkan beroperasi lebih dari 30 tahun sejak saat itu.

Sumber: Cosmos Magazine

Secara keseluruhan, seluruh konstruksi sangat masif, hampir setinggi dan jauh lebih besar daripada Patung Liberty.

Sumber: Space.com

Selama fase awal ini, opsi desain dibahas oleh para ilmuwan dan negara mitra proyek.

Desain saat ini dipilih dibandingkan konsep yang lebih ambisius namun kurang realistis, Overwhelmingly Large Telescope, dengan cermin masif berdiameter 100 m (328 ft), yang dianggap terlalu mahal dan terlalu kompleks untuk dibangun.

Walaupun sebagian besar masalah teknis telah diselesaikan hingga kini, ini merupakan usaha yang kompleks, menggabungkan kerja lebih dari 170 ilmuwan, yang terorganisir dalam beberapa kelompok kerja, membuat simulasi teleskop masa depan dan cara mengoptimalkan kapasitas pembentukan gambarnya.

Sumber: ELT

Secara total, ELT diperkirakan akan menelan biaya sekitar €1,45 miliar, dengan anggarannya sudah sepenuhnya diamankan.

Tujuan ELT

Teleskop Sangat Besar dirancang untuk menjawab beberapa pertanyaan terbesar dalam astronomi. Tujuan ilmiah utamanya meliputi:

1. Sistem Tata Surya

Mempelajari atmosfer planet gas raksasa, aktivitas vulkanik pada bulan-bulan Jupiter dan Saturnus, sabuk asteroid, serta objek Kuiper Belt yang beku.

2. Eksoplanet

Menggambar secara langsung planet berbatu di zona layak huni dan menganalisis atmosfernya untuk uap air, oksigen, dan metana menggunakan spektrograf ANDES.

3. Bintang

Menyelidiki bagaimana bintang terbentuk dan berevolusi di berbagai lingkungan.

4. Lubang Hitam

Melacak bintang yang mengorbit dekat Sagittarius A* untuk lebih memahami lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti.

5. Galaksi

Mengidentifikasi galaksi yang sangat jauh dan memperluas temuan yang dibuat oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb.

6. Materi Gelap

Mengeksplorasi hubungan antara materi gelap dan ledakan sinar gamma.

7. Fisika Fundamental

Menguji apakah konstanta alam, seperti kecepatan cahaya dan rasio massa proton‑ke‑elektron, telah berubah selama waktu kosmik.

8. Kejutan yang Akan Datang

Seperti penemuan tak terduga energi gelap oleh Hubble pada 1998, ELT mungkin menemukan fenomena baru sepenuhnya.

Spesifikasi Teknis ELT

Swipe to scroll →

Cermin utama ELT, dengan diameter 39,3 meter (128 kaki), akan dibangun menggunakan 798 segmen cermin heksagonal, menghasilkan area pengumpul cahaya sebesar 978 meter persegi (10.527 kaki persegi).

Secara keseluruhan, semua cermin di ELT akan menggunakan 140 ton kaca‑keramik Zerodur (kaca‑keramik litium‑aluminosilikat) dalam cermin teleskop, sebuah produk milik perusahaan Jerman Schott AG, anak perusahaan Carl Zeiss Foundation, dan pakar dalam teknologi pengecoran kaca presisi.

Sumber: ELT

Teleskop ini dirancang untuk menangkap dan menganalisis cahaya tampak dan inframerah dekat. Ia akan menangkap cahaya 20 kali lebih banyak daripada satu unit VLT, 8.000.000 kali lebih banyak daripada teleskop Galileo, dan 100 juta kali lebih banyak daripada mata manusia.

• 30 juta baut digunakan untuk struktur kubah, yang beratnya 6.100 ton.
• Struktur utama memiliki berat sekitar 3.700 ton, dan total 10.000 ton baja akan digunakan.
• Teleskop dan sistem terkait menggunakan 500 km (310 mil) kabel listrik dan 1.500 km (930 mil) serat optik.

Sumber: ELT

Cermin-cermin ELT

ELT akan menggunakan desain 5 cermin yang akan memperbesar gambar bintang melalui sistem kompleks, akhirnya memantulkan gambar ke satu titik tertentu.

Cermin M1 menangkap cahaya bintang, kemudian mengarahkannya ke cermin cembung M2, cermin sekunder terbesar yang pernah digunakan pada teleskop, yang memantulkan gambar ke M3.

Gambar kemudian dikirim ke cermin datar adaptif (M4) di atasnya, yang akan menyesuaikan bentuknya seribu kali per detik untuk memperbaiki distorsi yang disebabkan oleh turbulensi atmosfer.

Akhirnya, gambar dikirim ke M5, sebuah cermin datar yang dapat dimiringkan yang akan menstabilkan gambar dan mengirimkannya ke instrumen ELT.

M1

Cermin ini, dengan 798 segmen heksagonal individual, masing‑masing berukuran 1,4 meter. Setiap komponen beratnya 250 kg dan tebal sekitar 5 sentimeter (2 inci).

Sumber: ELT

Karena setiap komponen harus berfungsi sebagai satu cermin terpadu, posisinya harus dikontrol dengan sangat presisi. Mereka harus mempertahankan akurasi puluhan nanometer (10.000 kali lebih tipis daripada rambut manusia) di seluruh diameter 39 meter.

Untuk mencegah mereka melengkung atau terpengaruh oleh ekspansi termal, setiap segmen didukung oleh whiffletree 27‑titik, yang merupakan mekanisme untuk mendistribusikan dukungan secara merata di bagian belakang segmen menggunakan 27 titik kontak pada permukaannya.

Secara total, cermin menggunakan 2.500 aktuator pemposisian (PACT) dan 9.000 sensor tepi untuk menjaga elemen cermin tetap selaras sempurna satu sama lain.

M2 & M3

Kedua cermin melengkung ini digunakan untuk membentuk gambar yang dapat digunakan dari cahaya yang dikumpulkan oleh cermin M1.

M2 adalah cermin berdiameter 4,25 meter, cermin sekunder optik terbesar yang pernah digunakan pada teleskop.

M3 berdiameter 4 meter, dan masing‑masing beratnya sekitar 3 ton.

Sumber: ELT

Sulit tambahan adalah menggantung M2 terbalik di atas M1, 60 m di atas tanah.

Untuk menyelaraskan cermin M2, seluruh rakitan akan dipindahkan menggunakan enam aktuator posisi (hexapod). Akurasi relatif hexapod ini, yang akan bergerak setiap beberapa menit, berada pada rentang sub‑µm.

M4

M4 adalah cermin adaptif terbesar yang pernah dibangun dan akan memperbaiki turbulensi atmosfer serta getaran residual teleskop itu sendiri.

“Cermin adaptif” berarti permukaannya dapat dideformasi, berkat lebih dari 5.000 aktuator yang mengubah bentuk cermin hingga 1.000 kali per detik.

Cermin M4 menggunakan prinsip yang sama dengan pengeras suara; cermin terbuat dari selubung sangat tipis yang melayang 90 mikron di atas permukaan referensinya (ini setara dengan ketebalan kertas A4 standar), dan berfungsi seperti membran yang berubah bentuk di bawah pengaruh sekitar 5.000 aktuator kumparan suara.

M4 berukuran 2,4 meter dalam diameter (8 kaki). Ia akan terdiri dari enam cermin segmen tipis, masing‑masing hanya 1,95 milimeter (0,1 inci) tebal dan terbuat dari kaca keramik.

Untuk menentukan koreksi yang diperlukan, teleskop akan menciptakan “bintang buatan di langit” dengan menggunakan laser kuat untuk mengexcite atom natrium di atmosfer atas Bumi dan mengukur keburaman mereka. Semakin kuat laser, semakin banyak atom natrium yang diexcite, membuat bintang buatan lebih terang dan meningkatkan koreksi turbulensi.

Sumber: ELT

M5

Cermin ini bertanggung jawab mengirimkan gambar akhir, yang telah dikoreksi dari interferensi oleh M4, ke kamera digital yang merekam gambar yang ditangkap.

M5 akan menjadi cermin datar, elips berukuran 2,7 x 2,2 meter, dibangun dari enam segmen silikon‑karbida ringan yang disambung bersama.

Unit ini juga menstabilkan pergerakan gambar, yang dipicu oleh mekanisme teleskop dan getaran akibat angin, dengan menyesuaikan sudut tip dan tilt cermin hingga akurasi beberapa puluh mili‑arcsecond.

Mitra ELT

Untuk mengelola produksi mekanisme kontrol ultra‑presisi ini dan “kaca” yang sama ultra‑spesial, mitra industri, kebanyakan perusahaan Eropa, telah menjadi kunci bagi proyek ini.

Di antara yang paling instrumental, kunci dalam memproduksi kaca dan kemudian memolesnya hingga presisi yang dibutuhkan, masing‑masing adalah perusahaan Jerman Schott AG, dan Perancis Safran. VDL ETG Projects B.V. di Belanda bertanggung jawab atas produksi dan pengujian penopang segmen, yang berfungsi sebagai tulang punggung cermin.

Banyak mitra industri dan akademik lainnya untuk ELT menyediakan desain, pengiriman, konstruksi, peralatan khusus, alat ukur, perlengkapan mekanik, penukar panas, kamera, dll.

Sumber: ELT

Instrumen ELT

Selain cermin yang menangkap cahaya planet dan bintang jauh, banyak instrumen akan menganalisis cahaya tersebut untuk memungkinkan ilmuwan menganalisisnya. Instrumen terpenting untuk ELT akan berupa:

• MORFEO (Multiconjugate Adaptive Optics Relay For ELT Observations): instrumen ini tidak akan mengambil gambar sendiri, tetapi akan membantu mengkompensasi distorsi cahaya yang disebabkan oleh turbulensi di atmosfer Bumi yang membuat gambar astronomi menjadi buram.
• HARMONI (High Angular Resolution Monolithic Optical and Near-infrared Integral field Spectrograph): Instrumen ini dapat memecah gambar dengan resolusi tinggi menjadi segmen terpisah, dan menganalisis masing‑masing panjang gelombang menggunakan spektrograf kuat, mengungkapkan komposisi planet dan bintang.
• MICADO (Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations): akan mengambil gambar beresolusi tinggi dari Alam Semesta pada panjang gelombang inframerah dekat, membantu mengidentifikasi eksoplanet, membedakan bintang individual di galaksi lain, dan menyelidiki pusat misterius Bima Sakti.
• METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph): sebuah imager dan spektrograf yang beroperasi pada rentang panjang gelombang inframerah menengah. Perannya adalah menganalisis sifat fisik dan kimia objek bintang yang beragam seperti eksoplanet, Tata Surya, cakram sekitar bintang dan wilayah pembentukan bintang, dwarf coklat, pusat Bima Sakti, lingkungan bintang yang telah berevolusi, dan inti galaksi aktif.
• ANDES (ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph): spektrograf resolusi tinggi yang kuat yang akan digunakan untuk mendeteksi tanda-tanda kehidupan dari eksoplanet mirip Bumi, pencarian bintang tertua di Alam Semesta, pengujian kemungkinan variasi konstanta fundamental fisika, dan deteksi langsung percepatan ekspansi Alam Semesta.
• MOSAIC: Spectrograph Multi‑Objek ini dapat mempelajari hingga 100 target secara bersamaan, dan akan digunakan untuk melacak pertumbuhan galaksi serta distribusi materi sejak Big Bang hingga saat ini. Ia juga akan memberikan sinergi dengan fasilitas multi‑gelombang yang akan datang (termasuk Euclid, Rubin, Roman, SKAO).

Apa Artinya ELT bagi Astronomi

ELT akan menjadi teleskop terbesar di dunia, dan mungkin tetap demikian setidaknya selama satu dekade, karena proyek pesaing mengalami penundaan.

Hal ini menjadikannya salah satu instrumen astronomi paling penting, dan kemungkinan menjadi sumber wawasan tentang eksoplanet berbatu, apa yang kurang dalam model kosmologi kita, serta pemahaman yang jauh lebih dalam tentang tata surya kita, seperti bulan Saturnus dan Jupiter yang masih misterius (tetapi secara geologis aktif).

Ini juga merupakan pencapaian teknis yang luar biasa, mendorong batas kemungkinan teknis dan menunjukkan nilai ilmiah dari metode manufaktur ultra‑presisi, kaca khusus, dan instrumen pengukuran skala nanometer.

Semua ini sama pentingnya untuk pengembangan komputer fotonik dan kuantum yang unggul, laser, printer 3D, dll.

Berinvestasi dalam Optik Tinggi

Corning Incorporated

Seiring teleskop mendorong batas manufaktur presisi dalam kaca canggih, hal ini juga membuka banyak kemungkinan industri di sektor yang beragam seperti otomotif, semikonduktor, AI, pertahanan, biotek, dan perawatan kesehatan. Pasar optik canggih adalah pasar senilai $310 miliar, diperkirakan tumbuh 9,2% CAGR hingga 2032.

Corning adalah perusahaan kaca dan optik yang telah ada selama 170 tahun. Sepanjang sejarahnya, perusahaan ini memproduksi bohlam kaca pertama untuk lampu listrik Thomas Edison, serat optik berkerugian rendah pertama, substrat seluler yang memungkinkan konverter katalitik, dan kaca penutup tahan kerusakan pertama untuk perangkat seluler.

Sumber: Corning

Saat ini, perusahaan fokus pada teknologi inti terkait manufaktur kaca dan keramik, serta teknologi fisika optik, yang berbagi proses manufaktur dan pasar akhir yang sama.

Sumber: Corning

Interkoneksi teknologi ini memungkinkan perusahaan berbagi kemampuan manufaktur, riset, dan rekayasa yang sama antar lini produk yang berbeda. Dengan lebih dari 52.000 karyawan, lebih dari 77 lokasi manufaktur di seluruh dunia, dan lebih dari 10 fasilitas R&D, perusahaan merupakan pemain besar dalam niche-nya.

Sumber: Corning

Perusahaan mendapat manfaat dari ledakan AI dan pembangunan pusat data (serat optik), serta konsumsi keseluruhan kaca khusus dalam layar dan bioteknologi.

Corning tidak akan terlalu terpengaruh oleh tarif, karena 90% pendapatan AS berasal dari produk dengan asal US. Sangat sedikit penjualan yang dilakukan di China berasal dari fasilitas AS, dengan 80% penjualan China diproduksi di China.

Tarif bahkan dapat membantu, karena Corning masuk ke pasar panel surya, dengan kontrol strategis Hemlock Solar, untuk memproduksi panel buatan AS, sementara panel surya Asia (bukan hanya China) dikenakan tarif empat digit. 80% kapasitas telah diamankan oleh komitmen pelanggan.

Surya sangat masuk akal bagi perusahaan, dengan silikon menjadi keahlian manufaktur inti perusahaan, telah memproduksi polisilikon selama 60 tahun, termasuk silikon ultra‑murni (99,9999999999% murni) dan kini meluncurkan produksi wafer silikon, produk yang diimpor 100% di AS.

Sumber: Corning

Perusahaan juga meninjau teknologi canggih lainnya di mana keahlian dalam kaca dan keramik dapat memberikan keunggulan solid, termasuk kaca dapat dilenturkan, AR, penangkapan karbon, dll.

Sumber: Corning

Secara keseluruhan, Corning adalah perusahaan yang sangat teknis dengan manufaktur terlokalisasi yang tidak seharusnya terpengaruh oleh deglobalisasi. Ia juga merangkul pasar baru yang sesuai dengan kompetensi inti, khususnya energi surya dan komunikasi optik / infrastruktur AI. Hal ini menjadikannya perusahaan yang relatif konservatif, hanya menggali lebih dalam niche-nya, namun juga saham pertumbuhan potensial di pasar teknologi tinggi.

Berita dan Perkembangan Saham Corning Incorporated (GLW) Terbaru