|
Жидкие телескопы собираются размещать на орбите
|
|
|
|
Команда проекта Fluidic Telescope (FLUTE), совместно возглавляемая НАСА и Израильским технологическим институтом Технион, предлагает способ создания на орбите огромных круглых самовосстанавливающихся зеркал для дальнейшего развития астрономии. Большие телескопы собирают больше света, и они позволяют астрономам заглянуть дальше в космос и увидеть удаленные объекты более подробно. Эти большие космические обсерватории следующего поколения будут изучать самые приоритетные астрофизические цели, в том числе звезды первого поколения — первые, которые засияли и погасли после Большого взрыва, — ранние галактики и экзопланеты, похожие на Землю. Эти обсерватории могли бы помочь ответить на один из самых важных научных вопросов человечества: «Одиноки ли мы во Вселенной?»
|
|
|
|
Как и ручная кладь, полезная нагрузка, запускаемая в космос, должна оставаться в допустимых пределах по размеру и весу. Уже расширяя пределы размеров, современный космический телескоп Джеймса Уэбба с апертурой 21 фут (6,5 метра) необходимо было сложить в стиле оригами, включая само зеркало, чтобы поместиться внутри ракеты для полета в космос. Апертура оптической космической обсерватории относится к размеру главного зеркала телескопа, поверхности, которая собирает и фокусирует входящий свет. Отверстие для космической обсерватории, предусмотренное исследователями FLUTE в соответствии с нынешней концепцией, будет иметь диаметр примерно 164 фута (50 метров) — половину длины футбольного поля.
|
|
|
Традиционная технология изготовления оптических компонентов для телескопов буквально утомительна. Он включает в себя повторяющийся процесс шлифовки и полировки твердых материалов, таких как стекло или металл, для придания необходимой точной изогнутой поверхности линз и зеркал. Используя современные технологии, увеличение апертуры космических телескопов до диаметра более 33 футов (10 метров) не представляется экономически целесообразным. Напротив, новый экономичный технологический подход FLUTE использует преимущества естественного поведения жидкостей в условиях микрогравитации. Все жидкости обладают упругой силой, удерживающей их вместе на поверхности. Эта сила называется поверхностным натяжением. Это то, что позволяет некоторым насекомым скользить по воде, не тонув, и придает каплям воды их форму.
|
|
|
|
На Земле, когда капли воды достаточно малы — 0,08 дюйма (2 миллиметра) или меньше — поверхностное натяжение преодолевает гравитацию, и они остаются идеально сферическими, как капельки утренней росы, собирающиеся в крошечные шарики на листьях растений. Если капля становится намного больше, она сжимается под собственным весом. Но в космосе, где жидкости свободно плавают, не сдерживаемые гравитацией, даже большие объемы жидкости принимают наиболее энергоэффективную из возможных форму — идеальную сферу. Жидкости могут прилипать к поверхностям благодаря физическому свойству, называемому адгезией. В условиях микрогравитации, если к внутренней поверхности круглого кольцеобразного каркаса прилипает достаточное количество жидкости, жидкость будет растягиваться внутри каркаса и естественным образом формировать изогнутую форму, называемую сферическим сечением, благодаря поверхностное натяжение.
|
|
|
|
Используя правильный объем жидкости, можно заставить поверхность жидкости изгибаться внутрь, а не выпячиваться наружу. Если жидкость обладает отражающими свойствами, эта изогнутая внутрь поверхность может служить зеркалом телескопа. FLUTE будет запускать жидкости в космос в качестве сырья для изготовления оптических компонентов на орбите. Главное зеркало будет формироваться внутри огромной круглой рамы и оставаться в жидком состоянии с чрезвычайно гладкой поверхностью для сбора света. Технологический подход FLUTE теоретически может масштабироваться до очень больших размеров. Эта технология потенциально может позволить создавать телескопы с апертурой в 10 или даже в 100 раз больше, чем у современных телескопов.
|
|
|
|
Уникальной особенностью жидкого зеркала будет его способность к самовосстановлению в случае повреждения в космосе. Например, если микрометеорит упадет на поверхность зеркала, оно естественным образом заживет в течение короткого периода времени. Команда FLUTE провела небольшие эксперименты по формованию линз из жидкостей в различных средах: сначала в условиях нейтральной плавучести в наземной лаборатории, а затем в серии параболических полетов в условиях микрогравитации и на борту Международной космической станции. При поддержке премии NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) Phase I команда работает над анализом вариантов ключевых компонентов обсерватории с жидкостным телескопом, дальнейшей разработкой концепции миссии и созданием первоначального плана для маломасштабной демонстрации малого космического корабля. на низкой околоземной орбите.
|
|
|
|
Источник
|
