מראות ממברנה ממריאות לשימוש בטלסקופי חלל גדולים

טלסקופים גדולים במיוחד בחלל או במצפה כוכבים מבוססי בלונים ידרשו מראות שהן הרבה יותר גדולות, רגישות וקלות יותר מאלו הפועלות כיום. מראות ממברנות גדולות עם משקל שטח נמוך מראות הבטחה בהקשר זה, אך קשה לייצר אותן באיכות האופטית הנדרשת.

חוקרים בגרמניה מצאו דרך חדשה לייצר מראות פולימריות דקות מאוד באיכות גבוהה מספיק כדי לשמש כמראות העיקריות בטלסקופי חלל, תוך שימוש בגישה השונה מאוד מתהליכי ייצור וליטוש מראות קונבנציונליים. הטכניקה, שפותחה על ידי צוות ב- מכון מקס פלאנק לפיזיקה מחוץ לכדור הארץ, כולל הפקדת פולימר על פני השטח של נוזל מסתובב היוצר צורה פרבולית מושלמת. המראות המתקבלות הן קלות משקל, בקוטר של כ-30 ס"מ ואפשר להגדיל אותן לקטרים ​​גדולים בהרבה של מטרים. הם גם גמישים מספיק כדי להיות מגולגלים להובלה על חללית ולהתפתח ברגע שהיא מגיעה ליעדה.

בעבודתם, החוקרים, בראשות סבסטיאן רביאן, עשה שימוש בתופעת פיזיקה בסיסית: שנוזל במיכל מסתובב יצור באופן טבעי צורת משטח פרבולית. הם השתמשו במשטח הזה כבסיס שעליו להפקיד פולימר - פארילן, במקרה זה - בעובי הרצוי. לאחר ציפוי במשטח מחזיר אור כגון אלומיניום או זהב, הממברנה הזו יכולה לשמש כמראה.

הפולימר גדל באמצעות שקיעת אדים כימית. טכניקה זו משמשת באופן שגרתי ליישום ציפויים על מוצרי אלקטרוניקה, אך זו הפעם הראשונה בה נעשה שימוש ליצירת מראות קרום פרבוליות. "התהליך כולו מתרחש בוואקום, ללא רוחות מטרידות או חלקיקים, מה שמאפשר משטחים באיכות אופטית", מסביר רביאן.

החוקרים אומרים שהם יכולים לתפעל באופן מקומי את הצורה הפרבולית של המראה באמצעות שיטת אופטיקה אדפטיבית קרינה, הכוללת הרחבה תרמית של החומר על ידי הפעלת אלומת אור על המשטח הקדמי או האחורי של המבנה.

ניתן היה לגלגל את המראות החדשות ולאחסן אותן בצורה קומפקטית בתוך רכב שיגור, ולאחר מכן לפרוש ולעצב מחדש במדויק לאחר הפריסה - דבר שעוזר לפתור בעיות משקל ואריזה עבור מראות טלסקופ, אומר רביאן.

"למרות שבוודאי יש צורך במחקר והנדסה נוספים, אני חושב שיש לנו תהליך שניתן להרחבה לקטרים ​​גדולים מאוד (15 עד 20 מ')", הוא אומר עולם הפיזיקה. "הציר הנוזלי לצורת פני השטח הוא גם זול משמעותית משיטות ייצור אופטיקה קונבנציונליות. תאי ואקום בגודל הדרוש כדי להפוך את המראות הללו כבר קיימים למטרות אחרות וניתן להתאים את תהליכי הצמיחה הנדרשים מטכנולוגיות זמינות".

מבנים של ננו-חלקיקים על גבי מראה יכולים לעזור ליצור תצוגות משנות צבע

סוג אחד של אובייקטים אסטרופיזיים שניתן לצלם ולחפש אותם באמצעות מראות כאלה הוא כוכבי לכת, אומר רביאן. "החזון של התבוננות באותן מערכות פלנטריות מרוחקות ברזולוציה וברגישות גבוהים, פתרון מזג אוויר או יבשות, או אפילו אורות על קו חוף, יחייב טלסקופים גדולים רבים עם מראות כאלה להיות ממוקמים במסלול. כדי להפוך את החלום הזה לאפשרי, יש צורך בהפחתה משמעותית במשקל השטח ובעלות המראה הראשית, ודרך לארוז אותם לתוך רכב שיגור. הטכניקות המתוארות בעבודתנו יכולות להיות נתיב לעבר חזון כזה".

החוקרים המדווחים על עבודתם ב אופטיקה יישומית, אומרים שהם היו רוצים להשתמש בטכניקה שלהם כדי ליצור מראות בגודל של מטרים. "זה יאפשר לנו להבין טוב יותר את תפקוד פני השטח של המראות וכיצד להשפיע עליה ולשלוט עליה, ולכמת את פרמטרי הבקרה בקנה מידה גדול הנדרש."

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• הטבעת העתיד עם אדריאן אשלי. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/membrane-mirrors-take-off-for-use-in-large-space-telescopes/