Pokiaľ ide o teleskopy, na veľkosti záleží. Čím väčší je ďalekohľad, tým viac svetla zachytí,
Čo ak existuje spôsob, ako to urobiťďalekohľad 10 alebo dokonca 100-krát väčší ako Kelper, Spitzer, Hubble a ten istý Webb? Postupom času sa teoretická otázka zmenila na sériu experimentov. Cieľom je zistiť, či je možné použiť kvapaliny na vytváranie šošoviek v mikrogravitácii. Ďalší experiment sa uskutoční v Národnom laboratóriu Medzinárodnej vesmírnej stanice astronautmi z misie Axiom-1.
"Tekuté" šošovky
Všetky kvapaliny majú elastickú silu, ktoránazývané povrchové napätie. Je to ona, ktorá umožňuje niektorému hmyzu kĺzať sa vodou bez toho, aby sa utopila, a dáva kvapkám vody ich tvar. Na Zemi, keď sú kvapky vody dostatočne malé (2 mm alebo menej), povrchové napätie prekoná gravitáciu a zostávajú dokonale sférické. Ak sa kvapka výrazne zväčší, stiahne sa vlastnou váhou.
Edward Balaban, hlavný výskumník experimentu FLUTE, hľadá, či je možné vyrobiť vysoko presné šošovky a zrkadlá vo vesmíre pomocou kvapalín.
„Pomysleli sme si, prečo to nevyužiťako sa tekutiny prirodzene správajú v mikrogravitácii. Túto vlastnosť možno použiť pri konštrukcii veľkých teleskopov alebo optických komponentov vyrábaných vo vesmíre,“ vysvetľuje Balaban v blogovom príspevku NASA. „V mikrogravitácii tekutiny nadobúdajú tvary užitočné na výrobu šošoviek a zrkadiel. Ak ich vytvoríme vo vesmíre, budú užitočné pri vytváraní ďalekohľadov tak veľkých, že sa to považovalo za nereálne.“
Pozemné testy
Pred experimentovaním vo vesmíre vedci skontrolovaliich predstavy tu na zemi. „Tekutiny sú užitočné nielen na vytváranie samotných šošoviek, ale aj ako mechanizmus na elimináciu účinkov gravitácie pri experimentoch na Zemi,“ vysvetľuje Moran Bercovici, odborný asistent strojného inžinierstva na Technion.
Vstreknutím kvapaliny, ktorá môže stuhnúť,v okrúhlych rámoch ponorených do vody sa vedcom podarilo vytvoriť šošovky. Pri ich vytváraní vedci použili široko používané polyméry, ktoré sa používajú v nechtových salónoch na výrobu akrylových nechtov.
Experiment počas parabolického letu ZeroG. Foto: Izraelský technologický inštitút
Ako poznamenávajú autori vývoja, výsledné šošovkyvynikajúca kvalita povrchu. Zároveň ich výroba zabrala dosť času. „Táto metóda nám umožňuje úplne sa vzdať akýchkoľvek mechanických procesov, ako je brúsenie alebo leštenie. Prirodzená fyzika tekutín robí všetku prácu za nás, “hovoria vedci.
Testovanie mikrogravitácie
V decembri 2021 tím otestoval svoje nápadyna dvoch parabolických letoch ZeroG. Celkovo sa vedci ocitli v mikrogravitácii 50-krát, pričom každé obdobie trvalo od 15 do 20 sekúnd. To stačilo na to, aby vedci vytvorili tekuté šošovky a zhromaždili údaje, aby analyzovali, či dosiahli svoje ciele.
Astronautka NASA Karen Nyberg sa pozerá cez plávajúcu sférickú bublinu kvapaliny v mikrogravitácii. Zdroj: NASA.
Počas letu vedci použilipumpy, ktoré tlačia syntetický olej do kruhového rámu (o veľkosti mince), čo umožňuje kvapaline vyplniť medzeru a okamžite nadobudnúť požadovaný tvar. Oleje sú podobné automobilovým olejom, ale s rôznymi úrovňami viskozity alebo lepivosti, takže vedci môžu určiť, ktorá možnosť „funguje“ najlepšie.
„V priebehu niekoľkých sekúnd sme boli schopní vytvoriť samostatnestojaca tekutá šošovka. Zachovala svoj tvar, kým sa lietadlo opäť nezdvíhalo, nezapla gravitáciu a olej unikol, “hovoria autori vývoja. Nový experiment na vesmírnej stanici umožní kvapalinám zachovať si svoj tvar po dlhú dobu. Aby videli moment, keď kvapalina nadobudla požadovaný tvar, vedcom pomohol laser na ultrarýchle a ultra presné merania.
Čo bude ďalej?
Po úspešných testoch na ZeroG vedci ztešíme sa na experiment na palube orbitálneho laboratória ISS. Experiment povedie člen posádky Ax-1 Eitan Stibbe a jeho zástupcom bude bývalý astronaut NASA a veliteľ Ax-1 Michael Lopez-Alegria. Experiment bude prebiehať výlučne v mikrogravitácii. Astronauti použijú tekuté polyméry, ultrafialové svetlo alebo teplotu na ich vytvrdnutie v mikrogravitácii. Šošovky sa potom vrátia na Zem, kde ich budú študovať v Ames Research Center (ARC).
„Tento prístup vytvorí dokonale tvarované hladké povrchy, ktoré sú ideálne na výrobu zrkadiel pre teleskopy,“ vysvetľuje Vivek Dwivedi, účastník experimentu FLUTE.
„Ak bude experiment na ISS úspešný, bude to prvá skúsenosť s vytvorením optického komponentu vo vesmíre. Ide o historickú udalosť,“ uzatvárajú vedci.
Čítaj viac:
Vnútri Zeme je ďalšia „planéta“: ako zachránila vznikajúci život
Jadrová fúzia už nepotrebuje milióny stupňov: ako funguje nová metóda
Nová štúdia vyvracia teóriu prenosu svetelnej energie
FLUTE je technologický experiment na vytvorenie zrkadla teleskopu v nulovej gravitácii pomocou tekutého gália na nanášanie na báze polymérov (Fluidic Telescope Experiment).