望遠鏡に関しては、サイズが重要です。望遠鏡が大きくなればなるほど、より多くの光が集まります。
する方法があったらどうしますかケルパー、スピッツァー、ハッブル、そして同じウェッブよりも10倍または100倍大きい望遠鏡？時間が経つにつれて、理論的な質問は一連の実験に変わりました。目標は、液体を使用して微小重力でレンズを作成できるかどうかを調べることです。次の実験は、アクシアム1ミッションの宇宙飛行士によって、国際宇宙ステーションの国立研究所で行われます。
「液体」レンズ
すべての液体には弾性力があり、表面張力と呼ばれます。何匹かの昆虫が溺れることなく水の中を滑るようにし、水滴に形を与えるのは彼女です。地球上では、水滴が十分に小さい場合（2 mm以下）、表面張力が重力に打ち勝ち、完全な球形のままになります。ドロップがはるかに大きくなると、自重で収縮します。
FLUTE実験の主任研究者であるエドワード・バラバン氏は、液体を使って宇宙で高精度のレンズやミラーを作ることが可能かどうかを調べようとしている。
「私たちは、この事実を利用してはどうだろうかと考えました。微小重力下で流体がどのように自然に動作するか。この特性は、大型望遠鏡や宇宙製造の光学部品の構築に応用できます」とバラバン氏は NASA のブログ投稿で説明しています。 「微小重力環境では、液体はレンズや鏡を作るのに役立つ形状になります。宇宙にそれらを作成できれば、非現実的だと考えられていたほど大きな望遠鏡を作成するのに役立つでしょう。」
地上試験
宇宙で実験する前に、科学者はチェックしましたここ地球上の彼らのアイデア。 「流体は、レンズ自体を作成するだけでなく、地球での実験で重力の影響を排除するメカニズムとしても役立ちます」と、テクニオンの機械工学の助教授であるモランバーコビッチは説明します。
固化する液体を注入することにより、水に浸した丸いフレームで、科学者たちはなんとかレンズを作成しました。それらを作成するとき、科学者はアクリルネイルを作るためにネイルサロンで使用されている広く使用されているポリマーを使用しました。
ZeroG 放物線飛行中の実験。写真: イスラエル工科大学
開発ノートの作者として、結果として得られるレンズ優れた表面品質。同時に、それらを作るのにかなりの時間がかかりました。 「この方法により、研削や研磨などの機械的プロセスを完全に省くことができます。流体の自然な物理学は私たちのためにすべての仕事をするだけです」と科学者は言います。
微小重力試験
2021年12月、チームはアイデアをテストしました2つのZeroG放物線飛行で。合計で、科学者たちは微小重力に50回遭遇し、各期間は15〜20秒続きました。これは、科学者が液体レンズを形成し、データを収集して、目標を達成したかどうかを分析するのに十分でした。
NASAの宇宙飛行士KarenNybergは、微小重力で浮遊する球形の液体の泡をのぞきます。出典：NASA。
飛行中、研究者は使用しましたポンプで合成油を円形のフレーム（コインのサイズ程度）に押し込み、液体が隙間を埋めて瞬時に目的の形状になるようにします。オイルは自動車用オイルに似ていますが、粘度や粘着性のレベルが異なるため、科学者はどのオプションが最適かを判断できます。
「ほんの数秒で、個別に作成することができましたスタンディングリキッドレンズ。飛行機が再び上昇し、重力がオンになり、オイルが漏れるまで、彼女は形を保ちました」と開発の著者は言います。宇宙ステーションでの新しい実験により、液体は長期間その形状を維持することができます。液体が希望の形になった瞬間を確認するために、科学者は超高速で超精密な測定のためにレーザーの助けを借りました。
次は何ですか？
ZeroGでのテストが成功した後、ISS軌道研究所での実験を楽しみにしています。 Ax-1の乗組員であるエイタンスティッベが実験を主導し、元NASAの宇宙飛行士でAx-1の司令官であるマイケルロペスアレグリアが代役を務めます。実験は完全に微小重力で行われます。宇宙飛行士は、液体ポリマー、紫外線、または温度を使用して、微小重力でそれらを硬化させます。その後、レンズは地球に戻り、エイムズ研究センター（ARC）で研究されます。
「このアプローチは、望遠鏡用のミラーを作成するのに理想的な滑らかで完璧な形状の表面を作成します」と、FLUTE実験の参加者であるVivekDwivediは説明します。
「ISSでの実験が成功すれば、それは宇宙で光学部品を作る最初の経験になるでしょう。これは歴史的な出来事です」と科学者たちは結論付けています。
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FLUTEは、ポリマーベースの堆積に液体ガリウムを使用して無重力で望遠鏡ミラーを作成するための技術実験です（流体望遠鏡実験）。