Când vine vorba de telescoape, dimensiunea contează. Cu cât telescopul este mai mare, cu atât colectează mai multă lumină,
Dacă ar fi o modalitate de a faceun telescop de 10 sau chiar de 100 de ori mai mare decât Kelper, Spitzer, Hubble și același Webb? De-a lungul timpului, întrebarea teoretică s-a transformat într-o serie de experimente. Scopul este de a afla dacă lichidele pot fi folosite pentru a crea lentile în microgravitație. Următorul experiment va avea loc la Laboratorul Național al Stației Spațiale Internaționale de către astronauții misiunii Axiom-1.
Lentile „lichide”.
Toate lichidele au o forță elastică, carenumită tensiune superficială. Ea este cea care permite unor insecte să alunece prin apă fără să se înece și dă forma picăturilor de apă. Pe Pământ, când picăturile de apă sunt suficient de mici (2 mm sau mai puțin), tensiunea superficială învinge gravitația și rămân perfect sferice. Dacă picătura devine mult mai mare, se contractă sub propria greutate.
Edward Balaban, cercetătorul principal al experimentului FLUTE, caută să vadă dacă este posibil să se realizeze lentile și oglinzi de înaltă precizie în spațiu folosind lichide.
„Ne-am gândit, de ce să nu profităm de faptul cămodul în care fluidele se comportă în mod natural în microgravitație. Această proprietate poate fi aplicată la construcția de telescoape la scară mare sau a componentelor optice fabricate în spațiu”, explică Balaban într-o postare pe blogul NASA. „În microgravitație, lichidele capătă forme utile pentru a face lentile și oglinzi. Dacă le creăm în spațiu, vor fi utile pentru a crea telescoape atât de mari încât a fost considerat nerealist.”
Teste la sol
Înainte de a experimenta în spațiu, oamenii de știință au verificatideile lor aici pe pământ. „Lichidele sunt utile nu numai pentru crearea lentilelor în sine, ci și ca mecanism de eliminare a efectelor gravitației în experimentele de pe Pământ”, explică Moran Bercovici, profesor asistent de inginerie mecanică la Technion.
Prin injectarea unui lichid care se poate solidifica,în rame rotunde scufundate în apă, oamenii de știință au reușit să creeze lentile. Atunci când le-au creat, oamenii de știință au folosit polimeri utilizați pe scară largă care sunt folosiți în saloanele de unghii pentru a face unghii acrilice.
Experiment în timpul zborului parabolic ZeroG. Foto: Institutul de Tehnologie din Israel
După cum notează autorii dezvoltării, lentilele rezultatecalitate remarcabilă a suprafeței. În același timp, a durat destul de mult pentru a le face. „Această metodă ne permite să renunțăm complet la orice procese mecanice, cum ar fi șlefuirea sau lustruirea. Fizica naturală a fluidelor face toată munca pentru noi ”, spun oamenii de știință.
Testarea microgravitației
În decembrie 2021, echipa și-a testat ideilepe două zboruri parabolice ZeroG. În total, oamenii de știință s-au trezit în microgravitație de 50 de ori, fiecare perioadă durând de la 15 la 20 de secunde. Acest lucru a fost suficient pentru ca oamenii de știință să formeze lentile lichide și să colecteze date pentru a analiza dacă și-au atins obiectivele.
Astronautul NASA Karen Nyberg privește printr-o bulă sferică plutitoare de lichid în microgravitație. Sursa: NASA.
În timpul zborului, cercetătorii au folositpompe pentru a împinge uleiul sintetic într-un cadru circular (aproximativ de dimensiunea unei monede), permițând lichidului să umple golul și să ia instantaneu forma dorită. Uleiurile sunt similare cu uleiurile de automobile, dar cu niveluri diferite de vâscozitate sau lipiciitate, astfel încât oamenii de știință pot determina care opțiune „funcționează” cel mai bine.
„În câteva secunde, am putut crea separatlentilă lichidă în picioare. Și-a păstrat forma până când avionul s-a ridicat din nou, gravitația s-a activat și uleiul s-a scurs ”, spun autorii dezvoltării. Un nou experiment pe stația spațială va permite lichidelor să-și păstreze forma pentru o lungă perioadă de timp. Pentru a vedea momentul în care lichidul a luat forma dorită, oamenii de știință au fost ajutați de un laser pentru măsurători ultra-rapide și ultra-precise.
Ce urmează?
După teste de succes pe ZeroG, oamenii de știință de laașteaptă cu nerăbdare experimentul la bordul ISS Orbital Laboratory. Eitan Stibbe, membru al echipajului Ax-1, va conduce experimentul, iar fostul astronaut NASA și comandant Ax-1 Michael Lopez-Alegria va fi înlocuitorul său. Experimentul se va desfășura în întregime în microgravitație. Astronauții vor folosi polimeri lichizi, lumină ultravioletă sau temperatură pentru a le întări în microgravitație. Lentilele se vor întoarce apoi pe Pământ, unde vor fi studiate la Centrul de Cercetare Ames (ARC).
„Această abordare va crea suprafețe netede, perfect modelate, care sunt ideale pentru crearea de oglinzi pentru telescoape”, explică Vivek Dwivedi, participant la experimentul FLUTE.
„Dacă experimentul de pe ISS are succes, va fi prima experiență de creare a unei componente optice în spațiu. Acesta este un eveniment istoric”, concluzionează oamenii de știință.
Citeste mai mult:
Există o altă „planetă” în interiorul Pământului: cum a salvat viața în curs de dezvoltare
Fuziunea nucleară nu mai are nevoie de milioane de grade: cum funcționează noua metodă
Un nou studiu respinge teoria transferului de energie luminoasă
FLUTE este un experiment tehnologic pentru a crea o oglindă pentru telescop în gravitate zero folosind galiu lichid pentru depunerea pe bază de polimeri (Experimentul Fluidic Telescope).