Kalvopeilit nousevat käytettäväksi suurissa avaruusteleskoopeissa

Erittäin suuret kaukoputket avaruudessa tai ilmapallopohjaisissa observatorioissa vaativat peilit, jotka ovat paljon suurempia, herkempiä ja kevyempiä kuin nykyään käytössä olevat. Suuret kalvopeilit, joiden pinta-ala on pieni, ovat lupaavia tässä yhteydessä, mutta niitä on vaikea valmistaa vaaditulla optisella laadulla.

Saksalaiset tutkijat ovat keksineet uuden tavan valmistaa erittäin ohuita polymeeripeilejä, jotka ovat riittävän korkealaatuisia toimimaan avaruusteleskooppien ensisijaisina peileinä käyttämällä lähestymistapaa, joka eroaa hyvin perinteisistä peilien valmistus- ja kiillotusprosesseista. Tekniikka, jonka on kehittänyt tiimi Max Planckin ulkopuolisen fysiikan instituutti, sisältää polymeerin kerrostamisen pyörivän nesteen pinnalle, joka muodostaa täydellisen parabolisen muodon. Tuloksena olevat peilit ovat kevyitä, halkaisijaltaan noin 30 cm, ja ne voitaisiin mahdollisesti skaalata paljon suurempiin metrien halkaisijoihin. Ne ovat myös riittävän joustavia, jotta ne voidaan kääriä rullalle kuljetusta varten avaruusaluksessa ja avata, kun se saavuttaa määränpäähänsä.

Työssään tutkijat johtivat Sebastian Rabien, jossa hyödynnettiin fysiikan perusilmiötä: että pyörivässä astiassa oleva neste muodostaa luonnollisesti parabolisen pintamuodon. He käyttivät tätä pintaa pohjana, jolle kerrostettiin halutun paksuinen polymeeri – tässä tapauksessa Parylene. Kun tämä kalvo on päällystetty heijastavalla pinnalla, kuten alumiinilla tai kullalla, sitä voidaan käyttää peilinä.

Polymeeria kasvatetaan käyttämällä kemiallista höyrypinnoitusta. Tätä tekniikkaa käytetään rutiininomaisesti elektroniikan pinnoitteiden levittämiseen, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun sitä on käytetty parabolisten kalvopeilien luomiseen. "Koko prosessi tapahtuu tyhjiössä, ilman häiritseviä tuulia tai hiukkasia, mikä mahdollistaa optisen laadukkaan pinnan", Rabien selittää.

Tutkijat sanovat, että he voivat paikallisesti manipuloida peilin parabolista muotoa käyttämällä säteilyä mukautuvaa optiikkaa, joka sisältää materiaalin lämpölaajentamisen kohdistamalla valonsäteen rakenteen etu- tai takapintaan.

Uudet peilit voitaisiin kääriä kokoon ja varastoida tiiviisti kantoraketissa ja sitten avata ja muotoilla tarkasti uudelleen käyttöönoton jälkeen – mikä auttaa ratkaisemaan teleskooppipeilien paino- ja pakkausongelmat, Rabien sanoo.

"Vaikka tarvitaan varmasti lisää tutkimusta ja suunnittelua, uskon, että meillä on prosessi, joka skaalautuu erittäin suuriin halkaisijoihin (15-20 m), hän kertoo. Fysiikan maailma. ”Pintamuodon nestekara on myös huomattavasti edullisempi kuin perinteiset optiikan valmistusmenetelmät. Näiden peilien valmistukseen tarvittavan kokoisia tyhjiökammioita on jo olemassa muihin tarkoituksiin ja tarvittavat kasvuprosessit voidaan mukauttaa käytettävissä olevista teknologioista.

Nanohiukkaset peilillä -rakenteet voivat auttaa tekemään väriä vaihtavia näyttöjä

Eräs astrofysikaalisten objektien tyyppi, jota voitaisiin kuvata ja etsiä tällaisilla peileillä, ovat eksoplaneetat, Rabien sanoo. "Kaukaisten planeettajärjestelmien tarkasteleminen korkealla resoluutiolla ja herkkyydellä, sään tai maanosien tai jopa rannikon valojen ratkaiseminen edellyttäisi, että kiertoradalle on asetettava useita suuria kaukoputkia, joissa on tällaisia ​​peilejä. Tämän unelman mahdollistaminen edellyttää merkittävää vähennystä ensisijaisen peilin pinta-alapainossa ja kustannuksissa sekä tavan pakata ne kantorakettiin. Työssämme kuvatut tekniikat voisivat olla polku tällaiseen visioon."

Tutkijat, jotka raportoivat työstään Soveltuva optiikka, sanovat nyt haluavansa tehdä tekniikallaan metrin kokoisia peilejä. "Tämän avulla pystyisimme ymmärtämään paremmin peilien pinnan toiminnan ja miten siihen voidaan vaikuttaa ja hallita sekä kvantifioida tarvittavat laajamittaiset ohjausparametrit."

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Tulevaisuuden lyöminen Adryenn Ashley. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/membrane-mirrors-take-off-for-use-in-large-space-telescopes/