メンブレンミラーが大型宇宙望遠鏡用に離陸

宇宙の非常に大きな望遠鏡や気球ベースの天文台には、現在運用されているものよりもはるかに大きく、感度が高く、軽いミラーが必要になります。 この状況では、面積重量が小さくて大きなメンブレンミラーが有望ですが、必要な光学品質を備えて製造するのは困難です。

ドイツの研究者らは、従来の鏡の製造および研磨プロセスとは大きく異なるアプローチを使用して、宇宙望遠鏡の主鏡として機能するのに十分な高品質の非常に薄いポリマー鏡を製造する新しい方法を考案した。 この技術は、のチームによって開発されました。 マックス・プランク地球外物理学研究所、完全な放物線形状を形成する回転液体の表面にポリマーを堆積することが含まれます。 結果として得られるミラーは軽量で、直径は約 30 cm ですが、潜在的にはさらに大きな直径のメートルまでスケールアップできる可能性があります。 また、宇宙船で輸送するために丸めて、目的地に到着したら広げるのに十分な柔軟性もあります。

研究者らはその研究において、 セバスチャン・ラビアンは、回転する容器内の液体が自然に放物線状の表面形状を形成するという基本的な物理現象を利用しました。 彼らはこの表面をベースとして使用し、その上にポリマー (この場合はパリレン) を目的の厚さに堆積させました。 この膜をアルミニウムや金などの反射面でコーティングすると、鏡として使用できます。

ポリマーは化学気相成長法を使用して成長します。 この技術は電子機器にコーティングを施すために日常的に使用されていますが、放物面膜ミラーの作成に使用されたのはこれが初めてです。 「プロセス全体は、邪魔な風や粒子のない真空中で行われるため、光学品質の表面が可能になります」とラビアン氏は説明します。

研究者らは、構造の前面または背面に光線を当てて材料を熱膨張させる放射補償光学法を使用して、ミラーの放物線形状を局所的に操作できると述べている。

新しいミラーは丸めて打ち上げロケット内にコンパクトに保管でき、配備後に広げて正確に再形成することができ、これは望遠鏡のミラーの重量と梱包の問題を解決するのに役立つとラビアン氏は言う。

「確かにさらなる研究とエンジニアリングが必要ですが、非常に大きな直径（15 ～ 20 メートル）まで拡張可能なプロセスがあると思います」と彼は言います。 物理学の世界。 「表面形状用の液体マンドレルも、従来の光学部品製造方法よりも大幅に手頃な価格です。 これらのミラーの製造に必要なサイズの真空チャンバーは他の目的ですでに存在しており、必要な成長プロセスは利用可能な技術から適応することができます。」

ミラー上のナノ粒子構造は色が変化するディスプレイの作成に役立つ可能性がある

このような鏡を使用して画像化および探索できる天体物理学的天体の XNUMX つのタイプは、系外惑星である、とラビアン氏は言います。 「遠方の惑星系を高解像度と高感度で観察し、天候や大陸、さらには海岸線の光さえも解像するというビジョンを実現するには、そのようなミラーを備えた多数の大型望遠鏡を軌道上に配置する必要があります。 この夢を実現するには、主鏡の面積重量とコストを大幅に削減し、それらを打ち上げロケットに詰め込む方法が必要です。 私たちの研究で説明されているテクニックは、そのようなビジョンに向かう道となる可能性があります。」

で彼らの仕事を報告する研究者 応用光学、彼らは今度は自分たちの技術を使って数メートルの大きさの鏡を作りたいと言いました。 「これにより、ミラーの表面機能とそれに影響を与えて制御する方法をより深く理解し、必要な大規模な制御パラメーターを定量化できるようになります。」

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/membrane-mirrors-take-off-for-use-in-large-space-telescopes/