Do zasilania największego okna na Wszechświat potrzeba 500 kilometrów kabla

Grzegorz Jasiński: Panie Pawle, na początek proszę nam opisać, co tu widzimy.

Paweł Ścibior: Znajdujemy się w środku tej kopuły, która otacza teleskop, która będzie osłoną pięciu luster, które pozwolą nam obserwować niebo. Znajdujemy się teraz na poziomie piątym, tak zwanym top beam. Jest to zwieńczenie Dome Pier Wall, czyli ściany głównej, która będzie wspierała tę konstrukcję ruchomą w dół. Widzimy również konstrukcję M1. Jest to konstrukcja wsporcza dla tych 798 elementów stanowiących główne zwierciadło M1.

Ta struktura jest wyważona, zbalansowana? Jak ona będzie się obracać, podnosić, to z tym systemem luster wszystko to będzie jakby w równowadze?

Tak, wszystko jest w równowadze. To jest też ciekawostka, że dwie części całego tego teleskopu, czyli kopuła i główna struktura, czyli ten element, który będzie wspierał zwierciadła, są na dwóch różnych systemach prowadnic. Chodzi o to, żeby podczas obrotu kopuły nie były przenoszone drgania do tego elementu głównego teleskopu.

To miejsce, gdzie teraz stoimy, nie będzie się obracać?

To miejsce nie będzie się obracać, ale to, co widzimy troszeczkę ponad nami, to już jest element ruchomy. 36 prowadnic będzie napędzało całą tę kopułę, którą teraz widzimy nad nami.

To będą silniki elektryczne?

Tak, to są silniki elektryczne. Możemy zobaczyć silniki elektryczne, które będą przenosiły energię na te koła obrotowe.

To są jakieś zębatki?

Tak, tam jest zębatka i na zewnątrz kopuły prędkość linearna to będzie mniej więcej pięć kilometrów na godzinę.

Będzie sobie można spacerować obok obracającej się kopuły.

Albo, jeśli będziemy szli w przeciwnym kierunku, to będziemy stali w miejscu, prawda?

Cały ten system podtrzymujący system zwierciadeł to jest olbrzymia konstrukcja. Ona będzie niezależna względem tego miejsca, gdzie my teraz jesteśmy?

Tak. Całą tę "main structure", czyli element wsporczy zwierciadeł dzielimy na dwie części na: Azimuth Structure, czyli element, który będzie się obracał w 360 stopniach w poziomie i Altitude Structure, czyli taka jakby kolebka. Altitude Structure będzie pozwalało obserwować niebo od zenitu, czyli od 90 stopni do 20 stopni ponad horyzontem.

Czyli nie całkiem płasko.

Nie całkiem płasko, ale 20 stopni to mimo wszystko dobry wynik.

Co tu jeszcze widzimy? Właściwie konstrukcja, na której będą układane te elementy zwierciadła, jest już widoczna? Czy jest gotowa? Tu będzie jeszcze cały system tych siłowników?

Konstrukcja jest już gotowa. Jeszcze nie są zainstalowane wszystkie sensory, które będą odczytywać położenie poszczególnych elementów zwierciadła. Jeśli przejdziemy w prawo, widzimy tę ciemną konstrukcję. To jest element tzw. Nasmyth Platform. To jest konstrukcja wsporcza dla instrumentów, które będą potem odczytywać i przetwarzać strumień świetlny na dane, które astronomowie będą wykorzystywać później do obserwacji.

Zwierciadło musi zebrać to światło, musi je skierować w odpowiednie miejsce, ale całą robotę naukową będą potem wykonywać instrumenty naukowe zainstalowane na tych platformach. To są dwie platformy po obu stronach?

Tak, to są dwie platformy i w zależności od tego, który instrument będzie wykorzystywany, to najmniejsze zwierciadło, czyli M5 będzie zainstalowane na takim mechanizmie, który będzie pozwalał skierować światło na platformę A lub B, w zależności od tego, który instrument astronomowie będą chcieli użyć.

Kiedy panowie się spodziewacie, że oddacie ten cały budynek już do użytku, do instalacji, do zakładania tych już precyzyjnych naukowych instrumentów?

Odbiór budynku jest przewidziany na połowę roku 2027. Później nastąpi proces, my to nazywamy AIV, czyli Assembly, Installation and Verification, czyli Montaż, Instalacja i Weryfikacja. 

Skąd się pan tu wziął?

To nie jest właściwie żadna wielka historia. Po prostu złożyłem w 2019 roku dokumenty do European Southern Observatory. Nasze biuro główne znajduje się w Garching koło Monachium w Niemczech. Szczerze mówiąc, nie spodziewałem się wielkiego odzewu, ale po prostu tak wyszło, że przeszedłem cały proces rekrutacji pozytywnie. Od 2020 roku pracuję dla European Southern Observatory. Jestem inżynierem elektrykiem.

Za co pan odpowiada?

Za dystrybucję i za zasilenie całego tego budynku i całej konstrukcji teleskopu.

Czy to zasilanie już tu jest, czy dopiero te kable będą tu montowane?

Zasilanie częściowo już jest. Mamy już energię podłączoną do sieci chilijskiej. Jedna linia średniego napięcia jest już pociągnięta tutaj na górę, na ATP czyli Armazones To Platform. Jeszcze pozostało pociągnąć drugą linię średniego napięcia. Aktualnie prace elektryczne polegają na instalacji wszystkich tras kablowych. Zaczęliśmy już instalować także linie kablowe. Jeszcze jest sporo roboty z punktu widzenia elektrycznego, ale idzie do przodu.

Mamy dane na temat tysięcy ton, jakie to wszystko waży - ta stal i ten beton. Ale pan na pewno wie, ile będzie kilometrów tych kabli.

Oczywiście, że wiem. Będzie ponad 500 kilometrów kabli.

Mówimy tylko o samym tu wierzchołku Cerro Armazones, a nie o tej linii, która tu będzie podciągnięta?

Tak, jeszcze linia kablowa, która od tej podstacji będzie prowadziła na ATP. To są dwie 3-kilometrowe linie średniego napięcia. To są dwie paralelne linie, żeby zachować bezpieczeństwo i zapewnić w każdym momencie 100 procent zasilania. Jest jeszcze ciekawostką, że do zasilania będzie służył też tak zwany power conditioning system. To są koła zamachowe, które cały czas będą w ruchu. W przypadku przerwy w zasilaniu energii z chilijskiej sieci, koła będą miały energię kinetyczną. Ta energia kinetyczna będzie zamieniana w energię elektryczną.

Czyli są takie generatory przewidziane?

Tak, są już zainstalowane. Jeszcze brakuje odbiorów i uruchomienia. Na początku przyszłego roku powinno to już wszystko działać.

Mówiono nam o tym, że ze względu na to, jak suche tu jest powietrze, są problemy z elektrostatyką. Czy to w jakikolwiek sposób wpływa na elektrykę tutaj, czy nie ma znaczenia?

Nie, tutaj cała konstrukcja jest i tak dobrze uziemiona, bo z tego względu, że nie mamy zewnętrznej instalacji odgromowej, musi być ta ścieżka prądowa od góry do dołu o bardzo niskiej impedancji. Cała konstrukcja jest bardzo dobrze i w wielu miejscach uziemiona tak, że elektrostatyka nie powinna powodować problemów.

A tu bywają burze z piorunami?

Bardzo rzadko, aczkolwiek statystyki mówią o kilku burzach z piorunami.

To jak dokładnie ta instalacja odgromowa tu wygląda?

Jako że nie spodziewamy się bardzo wielu wyładowań atmosferycznych, postanowiliśmy, że nie będzie zainstalowana instalacja zewnętrzna, odgromowa, bo to dodatkowe obciążenie znacząco wpłynęłoby na całą konstrukcję teleskopu. Jesteśmy przygotowani na to, że w razie jakichkolwiek wyładowań elektrycznych dojdzie do uszkodzenia zewnętrznej powłoki teleskopu. Zainstalujemy liczniki wyładowań atmosferycznych i dodatkowo po każdym takim zjawisku będziemy przeprowadzać inspekcje dronami dosyć szczegółową. W każdym elemencie, gdzie dojdzie do uszkodzenia tej powłoki zewnętrznej, będziemy to musieli zreperować.

A z punktu widzenia bezpieczeństwa ludzi, to ponieważ cała konstrukcja jest bardzo dobrze uziemiona, no to tu problemu nie ma.

Problemu nie ma. Tak jak wcześniej wspomniałem, ta impedancja uziemienia będzie na niskim poziomie. Sieć uziemiająca, która została zatopiona w betonie przy fundamentach, jest niskiej impedancji. To było sprawdzone podczas instalacji. Żadnego zagrożenia dla ludzi nie będzie.

A jak będzie chroniona aparatura w środku? Jak rozumiem z ładunkiem nie ma problemu, bo tu jest klatka Faradaya.

Tak, jest klatka Faradaya i w rozdzielnicach będą zainstalowane wyłączniki na przepięcie.

Czyli do środka nic nie ma prawa się przedostać. A ładunek z zewnątrz będzie natychmiast odprowadzony, uziemiony. Ewentualne uszkodzenia będą po prostu naprawiane, bo to jest w tym wypadku prostsze i tańsze. A było to szacowane? Ile tu trzeba by było tych piorunochronów zainstalować?

Było szacowane. Nie jestem w stanie teraz przytoczyć konkretnych wartości, ale nie miało to żadnego sensu, bo, po prostu masa całej kopuły wzrosłaby tak diametralnie, że wszystkie, wszystkie dalsze obliczenia systemów, tych prowadnic, to zupełnie inna skala.

Tutaj jesteśmy akurat w pomieszczeniu, w którym mamy ten system takich niby resorów, które trzymają to wszystko i mają chronić przed skutkami trzęsienia ziemi. Jak ten element ochrony przed skutkami trzęsienia ziemi jest wbudowany w instalację elektryczną, energetyczną?

Są czujniki sejsmiczne. Kiedy trzęsienie ziemi przekroczy pewien stopień - nie jestem w stanie teraz powiedzieć ani przypomnieć sobie, jaki to jest stopień - momentalnie te urządzenia działają i chronią całą konstrukcję przed uszkodzeniem.

A ta okablowanie będzie też w jakiś sposób odporne na rozciąganie? Czy tutaj w ogóle nie ma mowy o żadnym rozciąganiu czegokolwiek? To powinno być stabilne.

Jest stabilne, ale w pewnych, w kilku miejscach - nazywamy to seismic joint, w pewnym momencie kable przechodzą z jednej części teleskopu do drugiej i przewidzieliśmy po prostu zapas kabla tak, żeby wytrzymał ewentualne przemieszczenia teleskopu.

Okablowanie jest w pełni miedziane. Jakiej grubości są te zasadnicze linie?

Zasadnicze linie są 120 milimetrów kwadratowych, no a tutaj już po prostu dystrybucja to w zależności od odbiorników. W pewnych miejscach są to naprawdę grube linie.

Co pana tutaj zaskoczyło, jako takie wyzwanie właśnie w tym konkretnym miejscu i przy tej konkretnej budowie?

Instalacja elektryczna i zasilająca jest raczej standardowa. Wyzwaniem na pewno jest rozmiar tego przedsięwzięcia całego. Mamy tutaj ponad 300 rozdzielnic elektrycznych, różnego rodzaju dystrybuujących energię i kontrolujących cały ten budynek. Mamy ponad 500 kilometrów kabli tylko energetycznych. Dodatkowo drugie tyle prawdopodobnie będzie kabli przesyłających sygnały. Rozmiar tego przedsięwzięcia jest zaskakujący, aczkolwiek instalacja elektryczna jest dosyć standardowa, tak jak w innych obiektach przemysłowych.

A za te linie sygnałowe też pan będzie odpowiadał, czy to już inna specjalizacja?

To już jest inna specjalizacja. Przyjadą jeszcze ludzie z kwatery w Niemczech i oni będą za to odpowiedzialni.

Proszę mi coś powiedzieć o dniu pracy tutaj, bo warunki są trudne. Jesteśmy na wysokości około 3 tysięcy metrów. Nieco niżej jest ta baza logistyczna. Jak tu się pracuje? Ośmiogodzinny czas pracy? Czy jednak mimo wszystko w tych warunkach nie da się tak długo spędzać?

My pracujemy dłużej niż 8 godzin. Pracujemy zazwyczaj od 7 do 19. Tak jak pan wspomniał, jest to dosyć specyficzne środowisko pracy. Jesteśmy na zamkniętym terenie. Pracujemy, mieszkamy i tak naprawdę żyjemy w tym samym miejscu. Co ciekawe, pracujemy przez 8 dni, ale potem na szczęście mamy 6 dni odpoczynku.

I wtedy wyjeżdżacie gdzieś?

Tak, ja mieszkam w Santiago. Jeszcze są koledzy, którzy mieszkają w La Serena. Można wybrać Viña del Mar. Ja mieszkam w Santiago, bo lubię życie miejskie. Jest to naprawdę bardzo interesujące miejsce do życia, bo poza tym życiem wielkomiejskim godzina jazdy jesteśmy w wysokich górach. Tak, że jeśli ktoś lubi aktywność na świeżym powietrzu, to jest idealne miejsce do życia.

No tak, bo tutaj w ciągu tych 8 dni pracy, to po pracy nie bardzo jest co robić. W związku z czym pracuje się od 7 do 19. Ale potem jest trochę czasu na odpoczynek. A jak fizycznie się znosi te warunki? Tę niebywałą suchość powietrza? Silny wiatr, pył, który się tu unosi?

Trzeba do tego przywyknąć, ale da się do tego fizycznie przyzwyczaić. Mamy też na tym basecampie taką małą siłownię, czyli można też zadbać o zdrowie. Co roku przechodzimy bardzo szczegółowe badania medyczne, łącznie z EKG pod obciążeniem, szczegółowe badania krwi. Nie jest to praca dla wszystkich. Trzeba być przygotowanym na ciężkie warunki fizyczne.

To jest fajne miejsce, bo jeżeli się lubi góry wyższe, no to pracując na wysokości 3 tysięcy metrów przez dłuższy czas, jest się tak świetnie zaaklimatyzowanym, że tylko się wybierać...

Tak i potrenować trochę na wysokości 3 tysięcy metrów, to naprawdę można sobie zbudować dobrą kondycję.

Pan ma kontrakt do końca budowy części elektrycznej tutaj? Jak to się rozgrywa, jeśli chodzi o podpisywanie umów?

Ja mam kontrakt już nieograniczony z European Southern Observatory w Niemczech, a teraz jestem na tak zwanym "temporary transfer". Mam kontrakt tu do końca lutego 2027, bo w tym czasie przewidziane jest zakończenie robót elektrycznych. Zobaczymy, jak to się ułoży dalej.

Wszystko idzie o czasie?

Na razie wszystko jest pod kontrolą.

Bo to jest taka inwestycja - jak wszyscy powtarzają - jedyna w swoim rodzaju, w pełni prototypowa, więc tu niczego nie da się przewidzieć na 100 procent. Mimo wszystko, po pandemii, która tu na pewno zatrzymała tę budowę, teraz jakby wydaje się, że rośnie w oczach.

Tak, rośnie w oczach. Naprawdę można zauważyć postęp tutaj na budowie. Ja to też widzę z mojej perspektywy, z perspektywy robót elektrycznych. Musimy zrozumieć naszych wykonawców, bo to są specyficzne warunki. Jesteśmy pośrodku niczego, że tak powiem. Każdy brak jakiegoś materiału powoduje opóźnienie w dostawach, także warunki dla ludzi pracujących fizycznie są niełatwe. Musimy to zrozumieć i musimy jakoś starać się pomagać sobie nawzajem.

Lubi pan patrzeć w niebo?

Och, uwielbiam! Ja zazwyczaj wychodzę wcześnie rano z mojego pomieszczenia - w którym żyję - i obserwuję sobie gwiazdy.

Trudno się oprzeć temu wrażeniu.

Widok jest niesamowity. Zupełnie inaczej to widać niż w Europie.