Tidak Mudah Dipotong: Sloan Telescope Builders Moths Battled, Balky Software dan Broken Mirror


Catatan Editor: Berikut ini adalah kutipan dari A Grand and Bold Thing: Peta Baru Luar Biasa dari Semesta yang Mengantar Era Penemuan Baru oleh Ann Finkbeiner (dijual 17 Agustus dari Free Press). Buku ini menceritakan perkembangan Sloan Digital Sky Survey, survei astronomi yang berpengaruh yang telah memetakan posisi ratusan ribu galaksi dan menghasilkan sejumlah besar quasar yang jauh

Catatan Editor: Berikut ini adalah kutipan dari A Grand and Bold Thing: Peta Baru Luar Biasa dari Semesta yang Mengantar Era Penemuan Baru oleh Ann Finkbeiner (dijual 17 Agustus dari Free Press). Buku ini menceritakan perkembangan Sloan Digital Sky Survey, survei astronomi yang berpengaruh yang telah memetakan posisi ratusan ribu galaksi dan menghasilkan sejumlah besar quasar yang jauh. Kutipan di bawah ini merinci beberapa masalah yang dihadapi oleh astronom Universitas Princeton Jim Gunn, pemimpin proyek, dan Leger "Prancis", seorang insinyur di Universitas Washington di Seattle (UW), dalam mempersiapkan teleskop di Apache Point Observatory di New Mexico untuk survei .
Salah satu item dalam daftar pengamat adalah untuk memeriksa ngengat. Apache Point menyebut mereka ngengat penggilingan — penelitian kemudian mengungkapkan bahwa mereka adalah bentuk dewasa dari cacing hitam — dan setiap musim semi di New Mexico, mereka bermigrasi ke tempat yang tinggi. Selama tahun yang buruk, bangunan Apache Point dapat memiliki ratusan ngengat sehari. Ngengat menyukai ruang yang gelap dan sempit, termasuk bagian dalam perangkat elektronik dan drive teleskop. Ketika teleskop bergerak, ngengat dihancurkan di permukaan drive, dan teleskop tergelincir atau kehilangan jejak di mana itu. Jadi penggerak teleskop harus dibersihkan pada saat pengamat memiliki hal-hal yang lebih baik untuk dilakukan. "Ngengat menyebabkan kita semua jenis neraka, " kata Prancis.
Seorang mahasiswa yang bekerja dengan insinyur UW ditugaskan untuk menyelidiki langkah-langkah ngengat-ngengat. Ngengat paling aktif selama badai es dan tampak gelisah dengan kunci jingling. Jadi siswa UW, yang memiliki tekukan ilmiah, menampar dinding dan lantai, kemudian menginjak dan bertepuk tangan, tetapi ngengat tidak menunjukkan tanda-tanda kesal sampai raket beberapa inci jauhnya. Kemudian dia mengarahkan seorang pembicara ke sekelompok ngengat dan menyiarkan suara dalam berbagai frekuensi. Pada 0, 4 kilohertz, ngengat kaget tetapi kembali tenang; pada 0, 6 kilohertz, satu ngengat bergerak sebentar; di semua frekuensi lain, ngengat tetap tidak peduli. Kemudian dia mencoba menyorotkan sinar cahaya pijar dan fluoresens secara bergantian pada kelompok, dan mereka semua bergerak ke tepi cahaya. Dia mematikan lampu dan menyalakannya lagi dan melupakannya sampai keesokan paginya, ketika dia menemukan bahwa ngengat tidak bergerak sama sekali. Selanjutnya, mengikuti saran dari para veteran Apache Point bahwa meniupkan angin tampaknya sangat mengganggu ngengat, ia mengusulkan apa yang ia sebut sistem pencegah konseptual yang melibatkan pistol udara, pipa karet kecil, katup, dan timer listrik. Dia membangun sistem dan meniup semburan udara ke ngengat; mereka cenderung berjongkok dan menunggu sampai jet selesai. Dia terkesan bahwa mereka dapat menangani hingga 80 pound per inci persegi, meskipun mereka menjadi gelisah dengan hanya 20 tahun. Dia memasang sistem peniupan jet udara pada teleskop dan ketika sedang bekerja, tidak ada ngengat yang terlindas — menyiratkan, pikirnya, beberapa tingkat kesuksesan.
Penelitian lebih lanjut menemukan bahwa, seperti kata Prancis, "ledakan udara terputus yang tidak mereka sukai." Akhirnya ia membangun sistem ejektor ngengat yang menghembuskan udara sebentar-sebentar melalui pipa dengan lubang di sisi-sisinya: "Sistem puffer 2 hertz adalah apa yang kami temukan paling efektif." Dia memasang sistem pada bagian paling sensitif dari teleskop, dan meskipun masalah ngengat tidak sepenuhnya menyelesaikan, itu jauh lebih baik.
Masalah sebenarnya dari teleskop adalah yang telah membuat cahaya pertama yang hampir membuat frustrasi: itu tidak bisa menunjuk. Para pengamat akan mengetikkan koordinat di langit dan menekan Enter, dan teleskop seharusnya langsung menuju koordinat tersebut. Log malam 29 Mei 1998: "Malam cerah lainnya. Kami bertujuan untuk mengisi garis data yang kami ambil tadi malam. Untuk melakukan ini, kami harus mendapatkan posisi teleskop saat ini. Kami tiba di langit pada 9:10 malam; kami memiliki posisi pada 11:15 malam "
Atau mereka akan mencoba menemukan jenis bintang dengan kecerahan standar dan dikenal, yang disebut bintang FK5. Night log 16 Mei 1999: "Kami tidak dapat memperoleh bidang kami. Kami kemudian tidak dapat memperoleh bintang FK5. Kami kemudian tidak dapat memperoleh Arcturus." Menunjuk adalah 3 menit busur, sepersepuluh bulan lepas, dan teleskop membidik sesuatu yang melengkung kedua. Para pengamat malam itu adalah postdocs Chicago dan Princeton, dan orang Chicago, Scott Burles, menulis catatan malam: "Pada jam 1 pagi, kami menemukan Arcturus dan kembali ke bintang FK5 kami. Kami mengejar bintang FK5 yang cepat dan lihai selama beberapa jam." "Cepat dan cerdik" adalah lelucon; tidak ada bintang FK5 yang stabil dan dapat diprediksi. "Tidak sabar untuk bangun dalam enam jam dan melakukan ini lagi, " tulisnya.
Bagian dari masalah yang menunjuk, anehnya, karena teleskop mengira itu di tempat yang salah. Teleskop harus tahu di mana ia berada di bumi: di Kutub Utara, Polaris lurus di atas kepala, tetapi di Apache Point, Polaris berada 57, 2 derajat di utara, dan teleskop sepertinya tidak tahu itu. Masalahnya adalah bahwa teleskop telah dipasang dengan kemiringan sekecil apapun, sekitar satu milimeter dari tegak lurus. Bahwa satu milimeter di bumi, diterjemahkan ke langit, berarti bahwa ketika teleskop mengira itu menatap lurus ke arah Polaris, sebenarnya terlihat 1 menit busur ke samping. Satu menit busur diterjemahkan ke bumi berdiameter 8.000 mil, pikir Jim, berarti teleskop mengira itu hidup sekitar satu mil jauhnya dari Apache Point. Jim berpikir solusi yang masuk akal adalah hanya berbaring di teleskop, untuk mengatakan bahwa itu adalah satu mil barat, di lembah rift. Para insinyur UW berpikir ini adalah solusi yang luar biasa cemerlang.
Menunjuk adalah salah satu dari dua hal yang harus dilakukan teleskop; yang lain melacak, dan tidak bisa melacak. Keuntungan dari pemindaian melayang adalah bahwa teleskop tetap diam dan bumi mengubahnya melintasi langit dengan kemantapan dan kehalusan yang tidak bisa diharapkan oleh kendali teleskop. Kerugiannya adalah bahwa pemindaian melayang bekerja dengan mudah hanya ketika teleskop mengarah ke ekuator langit, lingkaran besar yang digambar di langit langsung di atas ekuator bumi, di mana bintang-bintang bergerak dalam busur panjang yang terlihat seperti garis lurus dan menyelipkan secara merata di seluruh CCD. Tapi arahkan teleskop ke atas dari ekuator langit, dan bintang-bintang bergerak dalam busur yang semakin ketat sampai, di dekat Polaris, mereka bergerak dalam lingkaran kecil. Jadi untuk membuat bintang bergerak secara merata melintasi CCD, teleskop perlu dilacak, untuk bergerak secara otomatis untuk melawan gerakan bumi.
Setahun setelah cahaya pertama, pada Mei 1999, para pengamat masih melaporkan bahwa mereka tidak bisa melacak teleskop. Itu akan menolak untuk bergerak sama sekali, itu akan bergerak dengan kecepatan tidak konstan, itu akan terombang-ambing dengan keras, ia akan mulai bergerak dan kemudian melepaskan tali penuntunnya dan melarikan diri ke puncak. Pada suatu malam di bulan Mei itu, Dan Long — salah satu dari sedikit pengamat yang bukan astronom PhD, hanya berpengalaman dan secara naluriah pintar — keluar di tebing dengan teleskop dan kemudian menulis laporan: "Saya mendengar suara yang dibuat alt lvdt ketika kaca depan berubah posisi sehubungan dengan ketinggian. Aku melihat ke atas dengan senter untuk melihat osilasi di ketinggian. Pada saat aku sampai ke tombol berhenti, osilasi begitu keras sehingga batang turnbuckle di kaca depan menampar sisi kaca depan mobil berdering keras. Setidaknya itulah yang saya harapkan dari kebisingan dan bukan teleskop yang mengenai kaca depan mobil. "
Sebagai akibat dari perilaku buruk teleskop, sebagian besar data selama tahun pertama itu berasal dari pemindaian melayang di ekuator langit — tidak ada yang salah dengan itu kecuali semua data berasal dari strip dekat cakrawala, dan Sloan seharusnya menjadi survei seluruh langit. Banyak dari masalah ini ada dalam perangkat lunak, banyak yang telah diserahkan dari para insinyur UW ke Fermilab, yang penulis perangkat lunaknya, kata Jim Gunn, "belum pernah melihat teleskop." Jadi Princeton mengambil alih perangkat lunak: Robert Lupton, yang tesis PhD-nya adalah kode yang menganalisis data dari PFUEI dan Four-Shooter, pergi ke Apache Point selama tiga bulan dan menulis ulang kode hingga berfungsi.
Sejauh ini, masalahnya kurang lebih seperti yang diharapkan. Tetapi pada 19 Oktober 1999, seorang insinyur Apache Point bernama Jon Brinkmann menunjukkan seorang insinyur lain, John Briggs, di mana pada teleskop itu dipasang spektograf. Briggs melihat ke atas melalui lubang pemasangan yang terbuka dan berkata, "Jon, apakah itu celah?" Brinkmann dan Briggs menggerakkan kepala mereka bolak-balik, untuk melihat apakah itu hanya tipuan pencahayaan; bukan itu. Brinkmann disebut Prancis. "Bahasa Prancis, " katanya, "apakah Anda tahu ada celah di saluran sekunder?"
"Apakah itu benar-benar celah, " kata French, "atau ada sesuatu di cermin?" Jadi mereka merangkak ke dalam Tinkertoy ke cermin, dan tentu saja, itu adalah celah. French berjalan ke gedung operasi untuk mendapatkan Bruce Gillespie dan membawanya kembali. "Melihat sesuatu yang aneh tentang cermin itu?" Briggs berkata kepada Gillespie. "Lihatlah pusatnya."
"Sial, " kata Gillespie. "Oh, sial."
Ini menakutkan: cermin berada di bawah tekanan internal yang tinggi, dan retakan merambat. Semua pekerjaan berhenti, tidak ada yang menyentuh apa pun. French dan Gillespie memanggil Jim Gunn dan kemudian Bill Boroski dari Fermilab, manajer proyek yang baru saja menggantikan Jim Crocker. Itu sore, dan dalam beberapa jam semua orang mendiskusikan opsi-opsi telepon. French mengira itu mungkin pembunuh proyek dan khawatir tentang pekerjaan orang: memperbaiki cermin bisa menelan biaya setengah juta dolar dan memakan waktu satu atau dua tahun, dan Prancis baru saja pindah dengan istrinya dari Seattle ke Apache Point, dan pengamat yang baru disewa telah membeli rumah di dekatnya.
Jim dan Boroski keduanya terbang keesokan paginya; ahli kaca dari Arizona's Mirror Lab datang untuk memeriksa. Cermin telah retak dalam lingkaran berkelok-kelok di sekitar pusatnya, retakan berhenti sekitar satu inci sebelum menutup pada dirinya sendiri. "Oh, bung, " pikir French, "itu bisa menghancurkan seluruh cermin, bisa jadi jutaan. Kamu tidak tahu apa yang akan terjadi, cermin itu sangat tidak terduga." Jim, Prancis, dan insinyur UW baru lainnya, Larry Carey, menutupi pusat yang retak itu dengan busa dan plester, lalu dengan hati-hati mengambil cermin dari teleskop dan memindahkannya ke gedung pendukung. Para ahli Laboratorium Cermin mengebor lubang-lubang kecil di ujung celah, perbaikan sementara yang menghentikan celah dari melanjutkan.
Jim terbang ke Mirror Lab dan semua orang mendiskusikan apa yang harus dilakukan. Mereka memeriksa permukaan cermin dan menemukan itu tidak terdistorsi. Gelas itu berada di bawah terlalu banyak tekanan untuk hanya menyemprotkan semen ke celah. Tetapi karena cermin primer memiliki lubang di tengahnya yang melaluinya cahaya dalam perjalanan kembali dari sekunder, pusat dari sekunder tidak menerima banyak cahaya. Maka French mengemudikan cermin ke Lab Cermin, Lab Cermin memotong celah, meninggalkan lubang di tengah, dan menutup lubang. Kekhawatiran Prancis pesimistis: biaya perbaikannya hanya sekitar $ 50.000, dan cermin itu kembali ke Apache Point dalam tiga bulan, Januari berikutnya, awal milenium baru.
Sementara itu, Jim memeriksa kembali desain yang dia lakukan di komputer untuk kontrol cermin dan menemukan dia membuat beberapa kesalahan ketik yang menyebabkan satu batang kecil menjadi agak terlalu panjang, jadi setiap kali cermin bergerak, itu mengenai batang dan akhirnya bangkrut. "Tidak ada masalah dengan sekunder sampai saya memecahkannya, " kata Jim. "Yang paling jelas itu adalah kesalahanku." Gillespie berpikir itu adalah saat-saat gelap Jim: "Tidak ada yang meneriaki siapa pun tentang itu, " katanya.
Michael Strauss berpikir proyek itu baru saja menghabiskan sebagian besar dari sembilan nyawanya. Orang-orang Sloanies semua tahu bahwa mereka menggunakan uang pinjaman, dan mereka berpikir, seperti yang dikatakan Jill Knapp, bahwa reaksi sponsor mereka adalah bahwa cermin yang pecah itu adalah "sedotan terakhir — orang-orang ini tidak dapat melakukan apa-apa dan sekarang mereka Aku sudah pergi dan memecahkan cermin mereka. Lupakan saja. " Bahwa para sponsor mencari cara untuk bertahan dalam permainan, pikir Jill, sebagian karena quasar Strauss dan Fan. "Ilmu pengetahuan yang indah ini - rasanya seperti mengangkat sudut tenda dan melihat apa yang ada di dalamnya, dan dunia bisa melihatnya. Dan itu membuat kita melewatinya, saya pikir." Sebulan kemudian, pada tanggal 26 Januari 2000, sekunder tetap dipasang kembali pada teleskop, dan itu berfungsi dengan baik. Para pengamat kembali ke pertempuran melawan ngengat dan pasir putih, menyalakan ulang perangkat lunak, dan mencari lubang pengisap di tutupan awan.
Dikutip dari A Grand and Bold Thing: Peta Baru Luar Biasa dari Semesta yang Mengantar Era Penemuan Baru oleh Ann Finkbeiner. Hak Cipta © 2010 oleh Ann Finkbeiner. Dikutip dengan izin oleh Free Press, Division of Simon & Schuster, Inc.

NASA Mempersiapkan Satelit untuk Menyelidiki Matahari - Luar dan DalamTemperatur Naik Terikat Mekar Bunga SebelumnyaNASA Mengatakan Perklorat Tidak Mengesampingkan Kehidupan di MarsKekurangan Makanan dan Air Dapat Membuktikan Risiko Utama Perubahan IklimThe Greatest Vanishing Act di Prasejarah AmerikaSponge Molecular untuk Limbah NuklirPencakar Langit Kuno - Tsunami Tinggi Meminta Khawatir tentang Risiko Saat IniSensor Sentuh Sekarang Dapat Meniru Deteksi Kulit Kita tentang Peregangan dan Memutar