Жидкое зеркало размером с футбольное поле поможет найти обитаемые планеты
Ученые предложили концепцию космического телескопа с зеркалом диаметром 50 метров — в восемь раз больше, чем у «Джеймса Уэбба». Его особенность не столько в размерах, сколько в необычной «обертке»: линзу устройства хотят изготовить из жидкости. На первый взгляд, это может показаться научной фантастикой, но идею всерьез рассматривают специалисты NASA и Техниона, работающие над проектом Fluidic Telescope (FLUTE).
Основной задачей жидкостного телескопа, по словам авторов концепции, могло бы стать прямое наблюдение экзопланет, похожих на Землю — то есть миров, которые потенциально имеют признаки обитаемости. Разглядеть подобные небесные тела за пределами Солнечной системы способны лишь телескопы с зеркалами диаметром в десятки метров.
Однако сложить такое зеркало в ракету-носитель довольно трудно: так, в частности, даже телескоп «Джеймс Уэбб» — диаметром 6,5 метра — уместился в ракете Arian 5 только благодаря складным зеркалу и теплозащитному экрану. С телескопом больших габаритов могут возникнуть проблемы. Поэтому ученые из NASA и Техниона (Израиль) представили концепцию FLUTE (Fluidic Telescope) — телескопа с жидким зеркалом.
Как объяснили специалисты, в условиях микрогравитации тонкая пленка жидкости сможет образовать идеальную сферическую поверхность, которая подходит для создания оптики, причем сделает это совершенно естественным образом — за счет сил поверхностного натяжения. Точно так же в идеальную полусферу собирается капля воды на гладкой поверхности на Земле.
Согласно концепции FLUTE, это свойство позволит формировать в космосе зеркала диаметром до 50 метров — это шире футбольного поля в Великобритании и в восемь раз больше, чем у «Уэбба». На первый взгляд, идея ученых решает вопрос габаритами, но как быть с другим — поведением жидкости при поворотах телескопа? Ведь каждый маневр может деформировать поверхность линзы.
Чтобы оценить масштабы проблемы, группа инженеров во главе с Израилем Габаем провела моделирование, которое показало, что повороты действительно вызывают колебания по краям зеркала — их величина достигает нескольких микрометров. Но их распространение к центру, что могло бы исказить общую картину, происходит очень медленно — на это могут уйти годы.
В остальном же даже после десятилетий работы, в течение которых телескоп будет делать регулярные повороты, внутренняя часть его апертуры на 80% останется пригодной для использования. Инструмент сможет работать без потери качества и необходимости в замене или ремонте.
При выполнении нескольких небольших маневров волны распространяются более симметрично, чем при одном большом, — это легче исправить оптически. В то же время будущим операторам таких телескопов нужно учитывать лимит маневрирования — количество поворотов, которые он может совершить, прежде чем деформации повлияют на его оптические характеристики.
Расчеты инженеров подтверждены экспериментами в лаборатории, хотя и в гораздо меньших масштабах: чтобы создать контролируемые деформации, они использовали сверхтонкие жидкие пленки и электромагнитные силы. Результаты совпали с тем, что предсказывала модель.
Среди преимуществ такой концепции авторы называют гибкость, более дешевый пуск, самокоррекцию и — пока потенциально — возможность самовосстановления после микроповреждений. Впрочем, до создания такого телескопа далеко — важно решить много инженерных вопросов, в частности, как удерживать и контролировать жидкость в космосе.
Ранее телескоп «Уэбб» обнаружил свою первую экзопланету. Это мир TWA 7b, расположенный в осколочном диске молодой звезды примерно в 100 световых годах от Земли. Каковы характеристики планеты — рассказали здесь.
Самое популярное
