Lustra dla teleskopów przyszłej generacji gotowe do testów w kosmosie
Ostatnia runda testów wykazała, że supercienkie lekkie lustra pracujące w zakresie promieniowania rentgenowskiego są gotowe do testów w kosmosie. Lustra te mogą posłużyć do budowy teleskopów kolejnej generacji.
Nowe lustra to dzieło Willa Zhanga i jego zespołu z Goddard Space Flight Ceneter w stanie Maryland. Stanowią one część Projektu Referencyjnego Misji dla koncepcyjnego Lynx X-ray Observatory. To jedna z czterech potencjalnych misji wybranych przez NASA w ramach 2020 Decadal Survey for Astrophysics. Lustra są na tyle obiecujące, że już zdecydowano, iż ich testy w przestrzeni kosmicznej rozpoczną się w 2021 roku.
Lynx X-ray Observatory, jeśli NASA zdecyduje się na jego budowę, będzie następcą najważniejszego teleskopu pracującego obecnie w paśmie rentgenowskim – Chandra X-ray Observatory. Lynx, który może trafić w przestrzeń kosmiczną już w latach 30. bieżacego wieku, a który będzie składał się z dziesiątków tysięcy luster opracowanych w Goddard, mógłby być o dwa rzędy wielkości bardziej czuły niż Chandra. To pokazuje, jak olbrzymiego skoku technologicznego dokonano na przestrzeni ostatnich 2 dekad. Teleskop Chandra, który został wystrzelony w 1999 roku, jest w stanie rejestrować źródła promieniowania rentgenowskiego, które są 100-krotnie słabsze niż te obserwowane przez poprzednie teleskopy.
Praca nad nowymi lustrami dla teleskopu przyszłości rozpoczęła się przed 7 laty, gdy Zhang zaczął eksperymenty z monokryształem krzemu, materiałem nigdy wcześniej nie używanym w teleskopach rentgenowskich. Lustro musi być zagięte i zamknięte w cylindrze tak, by fotony promieniowania rentgenowskiego odbiły się od jego powierzchni i trafiły do elementów rejestrujących. Zhang wiedział, że, ze względu na koszty całości, jego lustra muszą być łatwe w produkcji, lekkie i supercienkie, a jednocześnie oferować doskonałą jakość.
Wykazaliśmy, że takie elementy można zbudować z taniego, powszechnie występującego materiału, który jest odporny na oddziaływania mogące zmienić kształt szkła, tradycyjnie wykorzystywanego do tworzenia luster teleskopów, mówi Zhang. Powołany przez NASA panel 40 ekspertów orzekł, że lustra Zhanga zapewniają taką samą jakość obrazu co większe i cięższe lustra używane obecnie przez Chandra X-ray Observatory. Eksperci potwierdzili, że rozdzielczość nowych luster wynogi 0,5 sekundy kątowej, jest więc porównywalna z rozdzielczością telewizji Ultra HD, a są przy tym 50-krotnie lżejsze i cieńsze od tych używanych przez Chandrę. Oznacza to, że przyszły teleskop będzie mógł korzystać ze znacznie większej liczby luster, przechwyci więc znacznie więcej światła, a co za tym idzie, będzie znacznie bardziej czuły.
Zhang podkreśla jednak, że minie jeszcze sporo czasu, zanim lustra będą gotowe do lotu w przestrzeń kosmiczną. Wraz ze swoim zespołem musi jeszcze opracować metodę połączenia poszczególnych segmentów wielkiego lustra w module, który będzie je chronił podczas startu rakiety i zapewni, że w czasie zachodzących wówczas silnych drgań żadne elementy nie ulegną poluzowaniu. Uczony przyznaje, że pozostało mu niewiele czasu. W ciągu zaledwie dwóch lat Zhang i jego zespół muszą dostarczyć duże lustro składające się z 288 mniejszych do profesora Randalla McEntaffera. To uczony z Pennsylvania State University, który przygotowuje misję o nazwie Off-plane Grating Rocket Experiment (OGRE). Misja ta ma wystartować w 2021 roku i wyniesie w przestrzeń kosmiczną różne instrumenty naukowe pracujące w paśmie rentgenowskim. To właśnie w ramach OGRE mają być testowane nowe lustra. Pozostały więc zaledwie dwa lata by pokonać liczne przeszkody techniczne i dostarczyć element gotowy do testów.
Zhang optymistycznie patrzy w przyszłość. Jeśli nawet Lynx X-ray Observatory nie zostanie wybrany tą misją, która ma być realizowana w ramach 2020 Decadel Survey, to i tak z nowych luster skorzystają inni. NASA rozważa bowiem przeprowadzenie kilku mniejszych obserwacji promieni rentgenowskich w ramach programu Probe, wiadomo też, że to badaniu kosmicznego promieniowania X myślą Japończycy.
Komentarze (0)