Tepelná ochrana největšího slunečního dalekohledu
Největší sluneční dalekohled na světě nazvaný Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) je vysoký 41,5 m a nachází se na havajském ostrově Maui. Umožňuje získávat doposud nejdetailnější záběry Slunce a vědci díky němu mohou pozorovat sluneční povrch přesněji než dříve.
Velkou výzvu při vývoji dalekohledu DKIST představovala konstrukce speciálního systému na minimalizaci sluneční energie, kterou dalekohled při pozorování slunce absorbuje. Společnost Aavid Thermacore, která pro teleskop dodala tepelné technologie, využila softwarového řešení Siemens, které dokáže snížit tepelnou energii z 2,5 MW/m2 na pouhých 300 W. Navíc dokáže zajistit, aby vyzařované teplo nesnižovalo kvalitu obrazu dalekohledu, což je pro vědecké účely naprosto zásadní.
Na rozdíl od vesmírných dalekohledů, které se používají v noci, je DKIS vystavován velkému množství sluneční energie. Proto je nedílnou součástí dalekohledu tzv. „heat stop“ neboli tepelná clona. Ta je umístěna na hlavním zrcadle dalekohledu a zabraňuje slunečnímu záření proniknout do další optické části. Clonu chladí vnitřní systém tepelných výměníků z porézního kovu. Ty dokážou při maximálním provozním zatížení rozptýlit zhruba 1700 W.
Inženýři potřebovali zamezit optickému jevu, známému jako „samoindukované vidění“. Proto museli zajistit, aby clona neměla tepelný vliv na zrcadla. Teplota clony tak nepřesáhne teplotu okolí o více než 10 °C.
Perfektní chlazení
Při navrhování tepelné clony se odborníci ze společnosti Aavid Thermacore museli zaměřit především na vícefázový tok v kovových výměnících tepla a zajistit, aby např. asymetrické tepelné zatížení nezpůsobovalo tzv. „horká místa“, která by mohla totiž opět vyústit v tzv. jev samoindukovaného vidění. Díky softwaru společnosti Siemens Star-CCM+ dokázali inženýři firmy Thermacore vizualizovat vnitřní chování toků a odpovídajícím způsobem přizpůsobit návrh tepelné clony.
Ultra moderní chladicí systém umožňuje vědcům naplno využít unikátní schopnosti dalekohledu. Hlavní zrcadlo s tloušťkou 75 mm a průměru 4,24 m pořizuje extrémně ostré snímky slunečního povrchu. Jedním z cílů pozorování je zjistit více informací o magnetických polích, která určují teplotu sluneční korony a slunečního větru. Vědci doufají, že díky výzkumu dokážou lépe predikovat, jak vesmírné počasí ovlivní Zemi.
