-125 °C, 남극의 기온을 견뎌내는 드라이브

남극에서 «Dome C»의 망원경은 지구에서 가장 힘들고 어려운 기상 조건에서도 끊임없이 사용되고 있습니다. 

맥슨 코어리스 와인딩

연구소 «Station Concordia» (Dome C 로 명칭)는 해발 3‘200 미터의 남극 대륙의 동쪽으로 지구에서 가장 추운 곳에 위치하고 있습니다. 이 곳은 2010년 사상 최저 기온인 –84.6 °C를 기록하기도 했습니다. 사람이 지내기 힘든 기온에서 몇 년 전부터 프랑스의 니스 대학 천체물리학 연구소 (Laboratoire Universitaire d'Astrophysique de Nice/ LUAN)에서 개발한 망원경이 1년 내내 가동되고 있습니다. 

망원경은 Astro-Physics 에서 제작되어 모터로 움직이는 망원경 받침대인 3600GTO에 설치되어 있습니다.

Astro-Physics는 미국의 고정밀 망원경 받침대를 개발 생산하는 기업으로 여러 적용 분야에서 수많은 경험을 갖고 있습니다. 2000년 초부터 900GTO와 1200GTO 등 다양한 제품들이 남극에서 계속해서 사용되고 있습니다. 남극에서는 유지 보수 작업이 매우 어렵고 위험하기 때문에 고장 없는 연속 가동이 가장 중요한 요소입니다. 극도로 낮은 기온, 거친 바람과 같은 극한 환경 조건에서 보수팀이 외부에서 작업하는 것은 사실상 불가능하며, 6개월 동안이나 지속되는 극야에서는 이를 실행하는 것이 불가능합니다. 따라서 모든 시스템이 적어도 24시간을 반년 이상 계속해서 고장 없이 작동할 수 있어야만 합니다.

망원경 받침대에서 가장 중요한 부분 중 하나가 기어입니다. 하늘의 특정한 대상을 연속적이고 변함없이 관측하기 위해서는 망원경이 급격한 움직임 없이 지속적이고 안정적으로 움직여야만 하기 때문입니다. 그렇지 못한 경우 관측 대상은 망원경의 시야에서 빠르게 벗어나면서 연속적인 기록이 불가능하게 됩니다. 대상을 광학적으로 고정 시키기 위해서 약 250 kg 무게의 육중한 망원경 받침대는 모터가 필요합니다. 

Astro-Physics의 생산 관리 책임자이자 과학자인 월리 피오르코브스키는 “높은 신뢰성과 영구성이 요구되는 망원경 받침대를 위해 Astro-Physics 는 오직 맥슨 모터만을 사용합니다.“라고 말합니다. 맥슨 모터는 유지 보수가 필요없으며 베어링에 사용된 윤활유는 남극의 Dome C에서처럼 극단적인 온도에 매우 이상적입니다. 이러한 극한 환경 조건에서 이를 실행하는 것은 매우 어려운 일입니다. 또한 맥슨 모터는 코어리스 와인딩과 함께 소형 사이즈에서 가장 높은 성능을 가능케 하는 네오디뮴 자석들을 갖추고 있으며 기계적 정류를 위한 그래파이트 또는 메탈 브러시를 사용합니다. 

각 두 개의 축으로 이루어진 베이스
한 축은 적경축으로써 지축과 평행하게 설치되어 망원경이 적도를 따라 움직이도록 해줍니다. 모터는 지구의 자전 반대방향으로 작동하여 하늘의 물체가 고정되어있는 것처럼 보이게 해줍니다. 적위축으로 알려진 두 번째 축은 적경축에 직각으로 배치되어 있고 간헐적으로 망원경을 대상의 각거리에서 천구의 적도로 움직입니다. 이 두 축의 모터에는 3채널 엔코더 HEDL5540이 장착되어 있습니다. 두개의 축은 90°로 서로를 마주보고 있는 배치로 인해 원하는 모든 방향으로 조절이 가능합니다.

“우리는 맥슨 A-max 모터를 우리의 소형 베이스에 사용하고, 맥슨 RE 25 모터를 Dome C에서 사용된 것처럼 망원경 받침대를 위해 사용합니다. 맥슨 RE 25 모터는 매우 높은 토크와 동일 크기의 제품 중 최고의 출력 밀도를 제공합니다. 맥슨 모터의 사용에 대한 또 한 가지 중요한 이유는 바로 마그네틱 코깅 토크가 없다는 사실입니다“ 라고 말합니다. 코깅 토크란 대부분의 코어드 모터에서 볼 수 있는 흔들림과 불균형적인 움직임을 말합니다. 하지마 맥슨 모터는 코어리스 로터가 적용되어 낮은 속도에서도 코깅 토크가 없는 구동을 보장합니다. 이것이 바로 망원경 받침대 적용에 있어서 필요한 기본 조건입니다.

“흔히 천문학 협회, 대학교, 연구기관 및 교육기관 등은 망원경 설치 장비를 망원경과 별도로 구입하여 직접 조립합니다“ 라고 말하며 Astro-Physics의 3600GTO와 3600GTOPE가 많이 사용된다고 전했습니다.