
巨大マゼラン望遠鏡をのぞく天文学者たちは、いつの日か太陽系外惑星を撮影したり、時を遡って若き日の宇宙を眺めたりするようになるかもしれない。これまで以上に遠くの宇宙をのぞき見るには、これまでで最大の反射鏡を建造する必要があるが、それは軌道に乗せるには大きすぎる。チリの山頂にゆっくりとそびえ立つこの装置には、直径27.6フィートの7枚の鏡がデイジーのように並ぶ。鏡はアリゾナ大学のリチャード・F・カリス鏡研究所で鋳造されており、スプーンのような形にするには1枚あたり18トンのガラスと1年以上の研磨が必要だ。最後の鏡が設置されると(目標は2028年)、科学者たちはハッブル宇宙望遠鏡の10倍の解像度で宇宙を観察することになる。

まばゆいばかりの
鏡1枚は、1万枚のホウケイ酸ガラス板から作られます。その総重量は18トン。これは、残り物を入れるパイレックスガラスのようなものです。チームは、握りこぶし大のガラスブロックを一つ一つ洗浄し、欠陥がないか検査してから、ハニカム模様の型に一つずつ入れます。ガラス片を均等に溶かして形を整える作業には丸一日かかります。完成したモチーフは、ラボの光に反射して万華鏡のような色彩を放ちます。「本当に素晴らしいです」と、鏡の製造を監督する機械エンジニアのジェフ・キングスリーは言います。「私は必ずその場に立ち会って見ています。」

調理時間
大量のガラスを冷たい蜂蜜のような硬さになるまで溶かすのに6~10時間かかりますが、炉を華氏2,129度(摂氏約1,000度)に予熱するのには約1週間かかります。また、1,500世帯分の電力を賄えるほどの電力も必要です。2階建てのこの機械は、遊園地の回転木馬と同じ直径で、鏡に凹面形状を与えるために1回転より少し速く回転します(この曲率は研磨によって調整されます)。この巨大な機械は、ガラスが焼き入れされる間、3ヶ月以上も回転し続けます。これまでに、研究所では新しい望遠鏡用の鏡を5枚鋳造しました。

フレーミング
ガラスが冷えると、チームは仮止め具を使ってガラス板を炉から持ち上げ、強力な接着剤で表面に固定します。厚さ27.5インチ(約73cm)の円盤は、上下を丁寧にこすります。次に、技術者たちは扱いにくいこの塊をひっくり返し、ロードスプレッダーと呼ばれる157個のブラケットを取り付けます。このブラケットは鏡の重量を可能な限り均等に分散させる役割を果たします。この金具は、作業員がここで(上)取り付けの準備をしているところですが、この金具によって完成した鏡は望遠鏡内の所定の位置に固定されます。

防汗
鏡の表面は滑らかですが、裏面には1,681個の六角形の空間からなるハニカムパターンが施されています。写真(反対側)では、反射鏡の上部からその模様が見えます。これにより、同等の固体ガラスに比べて80%軽量で、より硬いガラスが実現しました。さらに重要なのは、この設計により夜間の熱放射がはるかに速くなり、熱歪みを最小限に抑えられることです。道路の上空で揺らめく熱風を想像してみてください。ただし、その熱風が数十億ドルの望遠鏡から噴き出し、視界を遮っているのです。その結果、ショータイムにはより鮮明でクリアな映像が映し出されるでしょう。

トップコート
完成したガラスが真に輝くのは、チリのラス・カンパナス天文台にある望遠鏡設置場所で、チームメンバーが反射アルミニウムを極薄にコーティングするまでです。この最終工程は、輸送中に表面を傷つけないよう、現地で行われます。しかし、構造物が研究室から出荷される前に、皆でまた一つ重要な部品の完成を祝います。そして、次の鏡へと移ります。「まだやるべきことはたくさんありますよ」と光学エンジニアのバディ・マーティンは言います。5つの鋳造工程を経て、残りは2つです。
このストーリーはもともと『Popular Science』誌の『Out There』号に掲載されました。