Quando se trata de telescópios, o tamanho é importante. Quanto maior o telescópio, mais luz ele coleta,
E se houvesse uma maneira de fazerum telescópio 10 ou até 100 vezes maior que o Kelper, Spitzer, Hubble e o mesmo Webb? Com o tempo, a questão teórica se transformou em uma série de experimentos. O objetivo é descobrir se líquidos podem ser usados para criar lentes em microgravidade. O próximo experimento será realizado no Laboratório Nacional da Estação Espacial Internacional pelos astronautas da missão Axiom-1.
Lentes "líquidas"
Todos os líquidos têm uma força elástica, quechamada tensão superficial. É ela quem permite que alguns insetos deslizem pela água sem se afogar, e dá forma às gotas de água. Na Terra, quando as gotas de água são suficientemente pequenas (2 mm ou menos), a tensão superficial supera a gravidade e permanecem perfeitamente esféricas. Se a queda ficar muito maior, ela se contrai sob seu próprio peso.
Edward Balaban, o principal investigador do experimento FLUTE, está tentando ver se é possível fazer lentes e espelhos de alta precisão no espaço usando líquidos.
“Pensamos, por que não aproveitar o fato de quecomo os fluidos se comportam naturalmente na microgravidade. Esta propriedade pode ser aplicada à construção de telescópios de grande escala ou de componentes ópticos fabricados no espaço”, explica Balaban em uma postagem no blog da NASA. “Na microgravidade, os líquidos assumem formas úteis para fazer lentes e espelhos. Se os criarmos no espaço, eles serão úteis para criar telescópios tão grandes que foram considerados irrealistas.”
Testes de solo
Antes de experimentar no espaço, os cientistas verificaramsuas idéias aqui na Terra. “Os fluidos são úteis não apenas para criar as próprias lentes, mas também como mecanismo para eliminar os efeitos da gravidade em experimentos na Terra”, explica Moran Bercovici, professor assistente de engenharia mecânica do Technion.
Ao injetar um líquido que pode solidificar,em armações redondas imersas em água, os cientistas conseguiram criar lentes. Ao criá-los, os cientistas usaram polímeros amplamente utilizados em salões de unhas para fazer unhas de acrílico.
Experimento durante voo parabólico ZeroG. Foto: Instituto de Tecnologia de Israel
Como os autores da nota de desenvolvimento, as lentes resultantesexcelente qualidade de superfície. Ao mesmo tempo, levou um pouco de tempo para fazê-los. “Esse método nos permite dispensar completamente qualquer processo mecânico, como retificação ou polimento. A física natural dos fluidos faz todo o trabalho para nós ”, dizem os cientistas.
Teste de microgravidade
Em dezembro de 2021, a equipe testou suas ideiasem dois voos parabólicos ZeroG. No total, os cientistas se encontraram em microgravidade 50 vezes, cada período com duração de 15 a 20 segundos. Isso foi o suficiente para os cientistas formarem lentes líquidas e coletarem dados para analisar se atingiram seus objetivos.
A astronauta da NASA Karen Nyberg olha através de uma bolha esférica flutuante de líquido em microgravidade. Fonte: NASA.
Durante o voo, os pesquisadores usarambombas para forçar o óleo sintético em uma moldura circular (aproximadamente do tamanho de uma moeda), permitindo que o líquido preencha a lacuna e instantaneamente tome a forma desejada. Os óleos são semelhantes aos óleos automotivos, mas com diferentes níveis de viscosidade ou viscosidade, para que os cientistas possam determinar qual opção "funciona" melhor.
“Em questão de segundos, conseguimos criar separadamentelente líquida permanente. Ela manteve sua forma até que o avião voltou a subir, a gravidade acionou e o óleo vazou ”, dizem os autores do desenvolvimento. Um novo experimento na estação espacial permitirá que os líquidos mantenham sua forma por muito tempo. Para ver o momento em que o líquido tomou a forma desejada, os cientistas foram ajudados por um laser para medições ultrarrápidas e ultraprecisas.
O que vem a seguir?
Após testes bem sucedidos em ZeroG, cientistas daansioso pelo experimento a bordo do Laboratório Orbital da ISS. O membro da tripulação do Ax-1, Eitan Stibbe, liderará o experimento, e o ex-astronauta da NASA e comandante do Ax-1, Michael Lopez-Alegria, será seu substituto. O experimento acontecerá inteiramente em microgravidade. Os astronautas usarão polímeros líquidos, luz ultravioleta ou temperatura para endurecê-los na microgravidade. As lentes retornarão à Terra, onde serão estudadas no Ames Research Center (ARC).
“Esta abordagem criará superfícies lisas e perfeitamente moldadas que são ideais para criar espelhos para telescópios”, explica Vivek Dwivedi, participante do experimento FLUTE.
“Se o experimento na ISS for bem-sucedido, será a primeira experiência de criação de um componente óptico no espaço. Este é um evento histórico”, concluem os cientistas.
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FLUTE é um experimento tecnológico para criar um espelho de telescópio em gravidade zero usando gálio líquido para deposição à base de polímeros (Fluidic Telescope Experiment).