رصدخانه

 پروژه رصد خانه ی ملی ایران:

رصد خانه ملی ایران بزرگترین پروژه علمی و اجرا شده در ایران می باشد که با تلاشهای بی وقفه کارشناسان و نیروهای داخلی به بهره برداری رسیده است، جهت ساخت چنین تجهیزاتی پس از سالها بررسی بر روی قله های ایران و بررسی شرایط محیطی (ضریب سین) شامل سرعت و جهت باد ، میزان رطوبت، غبار، ارتفاع، میزان آلودگی و فاصله از شهر و… در فصول مختلف در نهایت قله گرگش با ارتفاع 3600 متر از سطح دریا در نزدیکی شهر کاشان کشف گردید. شایان ذکر است میزان کیفیت ضریب سین محل مربوطه هم تراز دومین محل مناسب دنیا برای رصد، در شیلی می باشد.

پس از تعیین محل انجام پروژه کار تحقیق جهت طراحی تلسکوپ و محفظه با برترین طراحی روز دنیا شروع گردید و کارشناسان و منجمین رصدخانه ملی ایران با بازدید از مهمترین مراکز رصدی جهان و تحقیق و بروز رسانی اطلاعات نهایتا طرح اولیه تلسکوپ را ایجاد کردند، همراه با تکمیل طراحی تلسکوپ با توجه به اهمیت دقت سازه، جستجو برای انتخاب بهترین سازنده کشور شروع شد که با بررسی دقیق امکانات مهندسی، ساخت و ماشینکاری و همچنین توان و ظرفیت انجام پروژه های بزرگ و سپرده انجام یک پروژه به عنوان نمونه (پروژه ساخت نگهدارنده آینه) به شرکت خاورپرس و انجام دقیق و سریع آن و بی نقص بودن تجهیز هنگام تحویل به کارشناسان رصدخانه ملی ایران، قابلیت و توانایی این مجموعه برای واگذاری کل پروژه تلسکوپ و محفظه تلسکوپ به اثبات رسید.

هماهنگی تیم مهندسی شرکت خاورپرس با تیم طراحی رصدخانه ملی و ایجاد نقشه های ساخت و پس از آن ورود نقشه ها به سیستم ساخت یکپارچه خاورپرس منجر به ساخت یکی از دقیقترین تلسکوپهای روز دنیا گردید که حتی موانع متعددی مانند تحریمها نیز برای تامین اقلام کاتالوگی نتوانست سرعت پیشرفت این پروژه را کم کند و در نهایت با انجام فعالیتهای زیر سازه تلسکوپ به اتمام رسید.

 

ساخت سازه تلسکوپ نیازمند ساخت قطعات خاص و مکانیزمهایی بود که تا آن زمان در کشور اجرا نشده بود که می توان از نمونه این قطعات به چهار یاتاقان هیدوراستاتیکی مورد نیاز برای چرخش تلسکوپ حول محور عمودی اشاره کرد که این یاتاقان ها، نخستین نمونه از چنین قطعاتی با دقت زیاد است که در کشور طراحی و ساخته شده‌اند و یا همینطور جهت ساخت نگهدارنده آینه اصلی که علاوه بر نگه داشتن آینه، میزبان اجزای مکانیکی سامانه اپتیک فعال است. این سازه از مهم‌ترین بخش‌های تلسکوپ است که با اعمال نیرو بر آینه اصلی، تغییر شکل ناشی از وزن آینه و وزش باد را خنثی می‌کند. زیرا بدون این تجهیز، آینه‌های بزرگ تلسکوپ‌ها تحت وزن خود از شکل اولیه خارج شده و کارایی خود را به کلی از دست می‌دهند، سامانه اپتیک فعال رصدخانه ملی از ۶۰ عملگر (Actuator) الکترو-نیوماتیک محوری در پشت آینه اصلی و ۲۴ عملگر جانبی تشکیل شده است. هر یک از این عملگر‌ها می‌توانند نیرویی در بازه ۱۰ تا ۱۰۰۰ نیوتن ایجاد کنند. نیروی وارده، ۱۰ بار در هر ثانیه با دقت ۰.۱۵ نیوتن اندازه گیری می‌شود. بازه حرکتی این عملگر‌ها ۶ میلی‌متر است. دقت ساخت و نوع عملکرد این قطعات و مکانیزمها موضوعاتی بودند که تا کنون در کشور سابقه ساخت نداشته و برای اولین بار طراحی و ساخته شده اند.

مطابق استانداردهای روز دنیا پس از اتمام ساخت تلسکوپ نوبت به تست آن در محل کارخانه گردید که نتیجه بسیار مطلوب آن عوامل رصدخانه را ترغیب به پیشنهاد ساخت محفظه تلسکوپ در شرکت خاورپرس نمود، محفظه ای دارای حرکت چرخان با دقت 0.1 درجه در ثانیه و دارای امکانات هواشویی و تنظیم میزان سرعت باد در داخل سازه فلزی آن بواسطه میزان گشودگی پنجره ها و همچنین مقاوم در برابر خطراتی مانند زلزله و بادهای شدید که محافظی برای تلسکوپ و قلب تپنده آن یعنی آینه 3.4 متری می باشد، این سازه باید قابلیت چرخش 360 درجه به صورت نا محدود را داشته باشد و همچنین قابلیت تنظیم محل ورود نور به آینه (دریچه های شاتر) هماهنگ با حرکت تلسکوپ در زمان نورگیری و رصد باشد.

ساختمان محفظه به همراه گنبد، ۲۲ متر ارتفاع و ۱۶ متر قطر دارد. بخش ثابت آن که سازه‌ای بتنی به ارتفاع ۱۰ متر است. این سازه دارای چهار طبقه است که دو طبقه زیرین به تجهیزات مکانیکی و کنترلی اختصاص داده شده‌اند؛ طبقه میانی، طبقه سرد است که مانع انتقال حرارت ایجاد شده در طبقات پایینی به طبقه رصد که تلسکوپ در آن قرار دارد، می‌شود.

گنبد تلسکوپ رصدخانه ملی، سازه‌ای هشت ضلعی به وزن تقریبی ۲۵۰ تن است که به وسیله ۴ چرخ متحرک و ۴ چرخ محرک روی ریل جایگذاری شده روی سازه بتنی قرار گرفته و می‌چرخد.

حدود ۲۰ قطعه متحرک غول پیکر دیگر مانند شاتر ها، پنجره‌های هواشویی، سپر باد، سپر ماه و جرثقیل روی این سازه عظیم، که با دقت دهم درجه می‌چرخد و با تلسکوپ همگام است، قرار دارند.

گنبد رصدخانه ۵ دریچه هواشویی دارد که باعث می‌شوند جریان هوا در هنگام رصد از روی آینه‌ تلسکوپ رد شود و ریز تخلخل هایی که به خاطر اختلاف دمای آینه و محیط به وجود می‌ آیند، برطرف شوند. پنجره‌‌های گنبد به گونه‌ای طراحی شده‌اند که هیچ تغییری در مسیر حرکت باد ایجاد نکنند و باد بدون اغتشاش از روی آینه تلسکوپ عبور کند.

کل سازه دربرابر باد‌هایی به سرعت ۲۲۰ کیلومتر بر ساعت مقاوم ‌است.

لازم به توضیح است در هنگام نورگیری و رصد یک تصویر باید موقعیت زاویه نور در تمامی زمان رصد ثابت باشد تا بتوان تصویری با کیفیت و دقیق دریافت نمود که با توجه به دو حرکت چرخشی و وضعی کره زمین که یکی به دور خود و دیگری به دور خورشید می باشد باید تلسکوپ به صورت بسیار دقیق در جهت خلاف این دو حرکت تغییر وضعیت دهد تا بتوانیم عکسی شفاف داشته باشیم، این حرکت ظریف نیازمند دقت ساخت بالا و موتورهای بسیار حساس بوده که جهت از بین بردن بک لش دنده ها (خلاصی دنده) در هر محور دو موتور با گشتاور مخالف یکدیگر وجود دارد که در زمان چرخش میزان گشتاور موتور در زاویه مورد نظر بیشتر شده و در نتیجه چرخش بدون هیچ Backlash در محور مربوطه خواهد شد، همچنین باید در هنگام فرآیند رصد گنبد نیز بدون لرزش و ایجاد Noise لرزشی شرایط مناسب برای رسیدن نور به آینه را محیا نمایند که این امر نیز بواسطه 4 موتور گیربکس قدرمتند با یک حرکت Smooth امکانپذیر می باشد.

محفظه تلسکوپ پس از بررسی، توسط تیم مهندسی شرکت خاورپرس و با مشورت کارشناسان رصدخانه ملی ایران طراحی گردید و تمامی مراحل تست بارگذاری و همچنین شبیه سازی نیروهای وارده را با بهترین حالت ممکن گذراند، همچنین تمامی عوامل طبیعی مانند زلزله و بادهای نامتعارف نیز بررسی شد تا از ایمن بودن سازه فلزی و امنیت تلسکوپ اطمینان حاصل شود.

پس از طراحی و ایجاد نقشه های ساخت با توجه به ملی بودن این پروژه، تامین متریال و ساخت محفظه بدون هیچ گونه صرفه جویی و با بهترین امکانات موجود انجام گردید، به نحوی که به منظور ایجاد مقاومت مناسب محفظه، در تمامی سازه از پروفیلهای استاندارد و تیرآهن های استاندارد استفاده گردیده است، حتی با وجود عدم موجودی بازار برای ریلها با سایز مورد نظر و وجود راههای ارزان مانند ریخته گری و یا استفاده از ریلهای کوچکتر، شرکت خاورپرس حاضر به صرفه جویی نشد و با صرف هزینه و زمان بیشتر تمامی ریلهای مورد نیاز خود را از میلگردهای فورج شده از جنس 42CrMo40  بواسطه ماشینکاری تامین نمود که این خود گواه کوچکی از تعهد شرکت خاورپرس برای ساخت این پروژه ملی است.

محفظه طراحی شده دارای 5 پنجره جهت فرآیند هواشویی ، یک دریچه شاتر جهت انجام فرآیند رصد ، یک دریچه خروج آینه جهت جابجایی آینه در زمان لایه نشانی، یک سپر باد جهت تنظیم میزان باد ورودی آینه در زمان رصد خلاف جهت باد، یک سپر ماه جهت جلوگیری از تابش نور ماه بر روی آینه و یک دستگاه جرثقیل سقفی جهت جابجایی داخلی و تعمیرات می باشد. تمامی سازه بر روی 8 عدد بوژی که عبارتند از 4 عدد بوژی محرک و 4 عدد بوژی متحرک مستقر بوده که به منظور اطمینان عدم جدایش محفظه و بوژیها از روی ریل، طراحی به گونه ای بوده که در شرایط بادهای شدید و یا زلزله نیز بوژیها امکان جداشدن از ریل را فقط به میزان استاندارد و مجاز دارند و بیشتر از آن ممکن نیست.

تمامی قسمتهای متحرک دارای سیستم کنترل PLC بوده و از سنسورهای حرکتی و انواع اینکودر جهت کنترل سازه استفاده شده است.

جهت محافظت از سازه تلسکوپ و آینه آن تمامی سازه با لایه های ضخیمی از ساندویچ پانل پوشانده شده اند که ساندویچ پانل مربوطه به منظور عدم ایجاد خلل ناشی از تبادل حرارتی در فرآیند رصدی مجهز به پوشش آلومینیوم در جدار بیرونی و به منظور ایجاد استحکام نیز جدار داخلی گالوانیزه می باشد.

سرما و شرایط جوی (برف و یخبندان) باعث می شود دسترسی به قله گرگش فقط در اواسط اردیبهشت ماه تا اواخر مهرماه امکانپذیر باشد، پس از تکمیل ساخت و انجام تست های مجموعه ای در داخل کارخانه، مجموعه گنبد در چندین مرحله به محل قله گرگش حمل و نصب شدند، بادهای بسیار شدید، شرایط بد جوی و کمبود اکسیژن در ارتفاع و همچنین جابجایی و نصب چنین مجموعه عظیمی که دارای چندین سیستم حرکتی بوده در شرایط کار بسیار دشوار و طاقت فرصایی بود که فقط به شور و اشتیاق ملی این امر محقق گردید، عکسهایی از مراحل نصب سازه در در قله در انتهای این متن گذاشته شده است.

انجام این پروژه ملی جز با عشق به وطن، فداکاری، تلاش مستمر و همچنین حمایت های عوامل رصد خانه ملی ایران و همکاری صمیمنانه امکانپذیر نبود، با وجود تمام مشکلات از جمله کسریهای بازار داخلی ، سختی کار و…. به لحاظ اولین تجربه در کشور، این پروژه با کیفیتی به مراتب ورای پیش بینی انجام شد و در آبان ماه سال 1401 به طور کامل تحویل کارشناسان رصدخانه ملی ایران گردید.

فارسی