Teleskopy kosmiczne przyszłości zyskają olbrzymie zwierciadła
Wystrzelenie i rozłożenie teleskopu kosmicznego to bardzo skomplikowana i kosztowna procedura, mówi Sebastian Rabien z Instytutu Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka. Nowa metoda, tak bardzo różna od typowego produkowania i polerowania zwierciadła, może rozwiązać problemy z wagą i pakowaniem zwierciadła teleskopu, pozwalając na wysłanie w przestrzeń kosmiczną znacznie większych, a zatem i znacznie czulszych, teleskopów.
Na łamach pisma Applied Optics Rabien pochwalił się właśnie opracowaniem wraz ze swoimi kolegami nowej metody produkcji parabolicznych membran, z których powstaje zwierciadło teleskopu. Stworzone przez grupę Rabiena prototypy mają do 30 centymetrów średnicy. Można je skalować do rozmiarów wymaganych dla teleskopu, który chcemy stworzyć. Membrany powstają metodą osadzania z fazy gazowej i są tworzone na obracającej się cieczy umieszczonej wewnątrz komory próżniowej. Naukowcy opracowali tez metodę, która – za pomocą ciepła – koryguje niedoskonałości takiego lustra już po tym, jak zostało rozwinięte.
Chociaż nasza praca to tylko pokaz, że metoda działa, kładzie ona podstawy pod budowę wielkich tanich zwierciadeł. Mogą dzięki niej powstać lekkie zwierciadła o średnicy 15–20 metrów, dzięki którym teleskopy kosmiczne będą o rząd wielkości bardziej czułe od obecnie budowanych czy planowanych, wyjaśnia Rabien.
Naukowiec wykorzystuje molekuły monomerów, które są osadzane z fazy gazowej, tworząc polimer. Zwykle wytwarza się tak np. powłoki chroniące elektronikę przed wpływem wilgoci. Teraz po raz pierwszy wykorzystano tę metodę do uzyskania parabolicznych membran o parametrach optycznych wymaganych przez teleskopy. Niezbędnym elementem całości jest wykorzystanie obracającego się pojemnika zawierającego niewielką ilość cieczy, która utworzy idealny paraboliczny kształt.
Pojemnik ten to rodzaj formy, którą można skalować do odpowiednich rozmiarów. Gdy już uzyskamy w ten sposób warstwę polimeru odpowiedniej grubości, należy nałożyć nań metaliczną warstwę odbijającą. W ten sposób powstaje zwierciadło, które z łatwością można zwinąć, zapakować do rakiety nośnej i rozwinąć w przestrzeni kosmicznej. Problem jednak w tym, że byłoby niemal niemożliwością odzyskanie idealnego parabolicznego kształtu to rozwinięciu zwierciadła. Dlatego też powstał system kontroli, w którym kształt zwierciadła jest modyfikowany za pomocą ciepła generowanego przez oświetlanie poszczególnych części zwierciadła.
W kolejnym etapie badań uczeni chcą stworzyć bardziej wyrafinowany system kontroli kształtu. Sprawdzą tez, jak duże zniekształcenia mogą być tolerowane. Mają też zamiar zbudować komorę o średnicy metra, by lepiej zbadać powierzchnię większych zwierciadeł oraz udoskonalić proces ich zwijania i rozwijania.
Komentarze (0)