Los telescopios espaciales gigantes podrían estar hechos de líquido


El telescopio espacial Hubble tiene un espejo primario de 2,4 metros. El telescopio Nancy Grace Roman también tiene un espejo que mide 2,4 metros, y el telescopio espacial James Webb tiene un enorme espejo primario de 6,5 metros. Hacen el trabajo para el que fueron diseñados, pero ¿y si… pudiéramos tener espejos aún más grandes?

Lente óptica para el Large Synoptic Survey Telescope (LSST). Crédito: Farrin Abbott/SLAC National Accelerator Laboratory

Cuanto más grande es el espejo, más luz se recoge. Esto significa que podemos ver más atrás en el tiempo con espejos más grandes para observar la formación de estrellas y galaxias, obtener imágenes de exoplanetas directamente y determinar qué es la materia oscura.

Pero el proceso de creación de un espejo es complicado y lleva tiempo. Se está moldeando el espejo en blanco para obtener la forma básica. Luego hay que endurecer el vidrio calentándolo y enfriándolo lentamente. A continuación, se tritura el vidrio y se pule para darle la forma perfecta, seguido de la prueba y el recubrimiento de la lente. Esto no es tan malo para lentes más pequeños, pero queremos más grandes. Mucho más grande.

Ingrese la idea de usar fluidos para crear lentes en el espacio que sean 10x-100x más grandes. Y el tiempo que llevaría fabricarlos sería significativamente menor que el de una lente de vidrio.

FLUTE, o Experimento del Telescopio Fluídico, está dirigido por el investigador principal Edward Balaban en el Centro de Investigación Ames en el Silicon Valley de California. Los colaboradores del experimento incluyen investigadores de Ames en el Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland, junto con investigadores de Technion, el Instituto de Tecnología de Israel.

Su objetivo es hacer posible la fabricación de lentes fluidas en el espacio que no solo sean más grandes que sus contrapartes de vidrio, sino también de la misma calidad o mejor ópticamente que la fabricación de una lente terrestre. Y esto se puede hacer en una fracción del tiempo.

En el espacio, los líquidos eventualmente forman una forma esférica perfecta. Sin embargo, para probar el proceso primero, se quedaron más cerca de casa y usaron agua como medio para crear lentes fluidos. Tenían que asegurarse de que el agua tuviera la misma densidad que los polímeros líquidos que estaban usando para hacer las lentes para que los efectos de la gravedad se cancelaran de manera efectiva. Dejando de lado cualquier proceso mecánico, los polímeros se inyectaron en monturas circulares sumergidas en agua y luego se solidificaron, creando lentes comparables o mejores que usando técnicas estándar.

A continuación, el equipo abordó dos vuelos parabólicos ZeroG para seguir probando el proceso. Se probaron aceites sintéticos de diferentes viscosidades para determinar cuál funcionaría mejor. Estos aceites se bombearon en marcos circulares del tamaño de una moneda de un dólar mientras el avión estaba en caída libre, y nuevamente los investigadores pudieron hacer lentes líquidas independientes, aunque una vez que el avión comenzó a elevarse nuevamente y se sintieron los efectos de la gravedad. los líquidos perdieron su forma.

Este experimento se realizará a continuación en la ISS (Estación Espacial Internacional) y ya está a bordo, esperando la llegada de Axiom-1 con el Especialista de Misión Eytan Stibbe programado para realizar el experimento. Allí agregarán el paso de usar luz ultravioleta o temperatura para endurecer el líquido para que los investigadores puedan examinar y probar las lentes en Ames en la Tierra.

Un experimento exitoso será la primera vez que se fabrique un componente óptico en el espacio. Si tiene éxito, será el comienzo de una nueva forma de construir telescopios en el espacio. Esto sería una revolución en la fabricación basada en el espacio y el tiempo necesario para construir uno se reducirá considerablemente. Y, oh, las vistas que veremos.

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