Membraanpeeglid tõusevad üles kasutamiseks suurtes kosmoseteleskoopides

Kosmoses või õhupallipõhistes vaatluskeskustes kasutatavate ülisuurte teleskoopide jaoks on vaja peegleid, mis on palju suuremad, tundlikumad ja kergemad kui praegu kasutatavad. Suured väikese pindalakaaluga membraanpeeglid on selles kontekstis paljulubavad, kuid neid on keeruline vajaliku optilise kvaliteediga valmistada.

Saksamaa teadlased on välja pakkunud uue viisi, kuidas valmistada väga õhukesi polümeerpeegleid, mis on piisavalt kõrge kvaliteediga, et need toimiksid kosmoseteleskoopide peamiste peeglitena, kasutades tavapärastest peeglite tootmis- ja poleerimisprotsessidest väga erinevat lähenemisviisi. Tehnika, mille töötas välja ettevõtte meeskond Max Plancki Maavälise Füüsika Instituut, hõlmab polümeeri sadestamist pöörleva vedeliku pinnale, mis moodustab täiusliku paraboolse kuju. Saadud peeglid on kerged, nende läbimõõt on umbes 30 cm ja neid võib potentsiaalselt suurendada kuni palju suurema läbimõõduga meetriteni. Need on ka piisavalt paindlikud, et neid kosmoselaevale transportimiseks kokku keerata ja sihtkohta jõudes lahti voltida.

Oma töös on teadlased eesotsas Sebastian Rabien, kasutas füüsika põhinähtust: pöörlevas anumas olev vedelik moodustab loomulikult paraboolse pinnakuju. Nad kasutasid seda pinda alusena, millele asetati soovitud paksusega polümeer – antud juhul Parylene. Kui see on kaetud peegeldava pinnaga, näiteks alumiiniumi või kullaga, saab seda membraani kasutada peeglina.

Polümeeri kasvatamiseks kasutatakse keemilist aurustamist. Seda tehnikat kasutatakse tavaliselt elektroonikakatete pealekandmiseks, kuid see on esimene kord, kui seda kasutatakse paraboolsete membraanpeeglite loomiseks. "Kogu protsess toimub vaakumis, ilma häirivate tuulte või osakesteta, mis võimaldab optilise kvaliteediga pindu, " selgitab Rabien.

Teadlased ütlevad, et nad saavad lokaalselt manipuleerida peegli paraboolse kujuga, kasutades kiirgusliku adaptiivse optika meetodit, mis hõlmab materjali termilist paisumist, rakendades konstruktsiooni esi- või tagapinnale valguskiire.

Rabien ütleb, et uued peeglid saab kokku rullida ja kompaktselt kanderaketis hoiustada ning pärast kasutuselevõttu lahti voltida ja täpselt ümber kujundada – see aitab lahendada teleskooppeeglite kaalu- ja pakendiprobleeme.

"Kuigi kindlasti on vaja rohkem uurimistööd ja inseneritööd, arvan, et meil on protsess, mis on skaleeritav väga suure läbimõõduni (15-20 m), " ütleb ta. Füüsika maailm. “Pinnakuju vedelsüdamik on ka oluliselt soodsam kui tavalised optika tootmismeetodid. Nende peeglite valmistamiseks vajaliku suurusega vaakumkambrid on juba muuks otstarbeks olemas ja vajalikke kasvuprotsesse saab kohandada olemasolevate tehnoloogiatega.

Nanoosakesed peeglil konstruktsioonid võivad aidata luua värvimuutvaid ekraane

Rabien ütleb, et üks astrofüüsikaliste objektide tüüp, mida saab selliste peeglite abil pildistada ja otsida, on eksoplaneedid. "Visioon vaadata neid kaugeid planeedisüsteeme suure eraldusvõime ja tundlikkusega, lahendada ilmastikuolusid või mandreid või isegi rannikualal asuvaid tulesid eeldaks paljude suurte selliste peeglitega teleskoopide orbiidile paigutamist. Selle unistuse võimalikuks muutmiseks on vaja oluliselt vähendada esmase peegli pindalakaalu ja maksumust ning võimalust need kanderaketisse pakkida. Meie töös kirjeldatud tehnikad võivad olla tee sellise visiooni poole.

Teadlased, kes teatavad oma tööst aastal Rakendusoptika, ütlevad, et tahaksid nüüd oma tehnikat kasutada meetrite suuruste peeglite valmistamiseks. "See võimaldaks meil paremini mõista peeglite pinnafunktsiooni ja seda, kuidas seda mõjutada ja kontrollida, ning mõõta vajalikke suuremahulisi juhtimisparameetreid."

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoAiStream. Web3 andmete luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Tuleviku rahapaja Adryenn Ashley. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/membrane-mirrors-take-off-for-use-in-large-space-telescopes/