Een camera van 8 ton ‘op film’?

In de Chileense Atacama-woestijn wordt op dit moment gewerkt aan de grootste optische telescoop in de wereld. De ‘Extremely Large Telescope’, kortweg ELT, gaat op een hoogte van 3046 op de Cerro Amazones planeten en verre sterrenstelsels onderzoeken. Daarbij is een belangrijke rol weggelegd voor een infraroodcamera die samen met koeleenheid meer dan acht ton weegt en draait op hydrostatische lagerpockets.

De telescoop moet in 2027 de eerste beelden van het heelal in het zichtbare en infraroodspectrum leveren, scherper dan welke andere optische telescoop dan ook. de hoofdspiegel van de ELT bestaat uit 798 zeshoekige spiegels van 5 cm dik en is meer dan 1000 m² groot. Voor de analyse van het opgevangen licht zijn extra instrumenten nodig, zoals een camera voor verschillende golflengtebereiken, die de naam Micado draagt.
Om de infraroodcamera te beschermen tegen de gevolgen van overmatige hitte, is deze omgeven door een zogenaamde cryostaat, een koelapparaat. De 8000 kilo wegende unit ‘staat' op hydrostatische pockets van Hyprostatik Schönfeld onderdeel van Schunk. De pockets staat op lagerelementen met een diameter van 150 mm voor een hele vlakke ondergrond.

Axiale en radiale lagerpockets

Voor de montage van de cameraeenheid worden hydrostatische axiale en radiale pockets gebruikt. Aan de zijkanten van elke axiale pocket zijn acht progressieve stroomregelaars (kortweg PM-stroomregelaars) gemonteerd. Als de belasting op de kamers toeneemt, zorgen de PM-stroomregelaars voor een progressieve toename van de oliestroom. Als de belasting op de kamers afneemt, wordt de oliestroom dienovereenkomstig verminderd. Met de PM-stroomregelaar worden stijfheden bereikt die 3 tot 6 maal hoger liggen dan bij conventionele regelaars met capillairen.
Acht radiale lagerpockets beveiligen de draaias voor een soepele rotatie. Ook op elke radiale lagerpocket zijn PM flow controllers gemonteerd. Alle axiale en radiale pockets zijn ontworpen voor een pompdruk van 32 tot 34 bar. De maximaal toegestane axiale kracht voor een axiaal lagerelement bedraagt 30 kN. De basislichamen van de pockets zijn van rvs. De bovendelen zijn gecoat met aluminiumbrons.

Hydrostatische axiale lagerpockets op een proefbank bij Hyprostatik Schönfeld in Göppingen. Op elke pockets (rvs gecoat met met aluminiumbrons) zijn acht PM-stroomregelaars gemonteerd. 

Ook in een Boeing

Dankzij de hydrostatische montage kan de lagerring vrij draaien of zweven, zodat de camera ook langzaam en zonder schokken kan draaien. Trillingen van buitenaf worden door de lagers gedempt. De lagers zijn slijtvast en daardoor optimaal geschikt voor jarenlang gebruik. De eigenschappen worden niet beïnvloed door de gebruiksduur, zodat de lagers ook over 20 jaar nog even nauwkeurig werken. Voor de ELT is de bijzonder hoge radiale en axiale rondloop van de hydrostatische lagers belangrijk. De kleinste schommelingen zouden de beelden van de infraroodcamera kunnen beïnvloeden en het doelobject mogelijk verkeerd weergeven. Soortgelijke hydrostatische lagers van Hyprostatik worden al gebruikt voor de ‘Sofia'-telescoop in een Boeing 747 van de NASA en werken daar al 18 jaar probleemloos. In de Himalaya draait het 150 ton zware ARIES -systeem met spiegels van 3,6 m ook op een Hyprostatik-lager.