Budućnost je ovdje
NASA-in novi svemirski teleskop James Webb najsnažniji je teleskop ikad lansiran u svemir, no agencija se već priprema za budućnost. Trenutno se istražuju tekuće leće kao sredstvo za izradu golemog teleskopa, do 100 puta većeg od Webba.
Što veći teleskop, to bolje. Astronomi će biti u stanju vidjeti udaljene objekte s više detalja jer veliki teleskopi skupljaju više svjetla. James Webb savršeno ilustrira ovu činjenicu, otkrivajući pogled na svemir kakav nismo mogli ni zamisliti. Slike koje je proizveo svemirski teleskop promijenile su način na koji vidimo svemir. Znanstveni podaci koje su prikupili stručnjaci pomoću Webba doslovno pomažu preoblikovati naše razumijevanje kako je svemir nastao.
Pretpostavimo da postoji način da se teleskop napravi deset puta – ili čak stotinu puta – većim nego što je sada. Trenutno se vrše testovi na tekućinama u mikrogravitaciji kako bi se vidjelo mogu li se koristiti za izradu leća. Kao dio istraživačkog portfelja stručnjaka misije Ax-1 Eytana Stibbea, sljedeći eksperiment provodi se u Nacionalnom laboratoriju Međunarodne svemirske postaje.
Tehnologija fluida
Površinu svih tekućina na okupu drži elastična sila koja se naziva površinska napetost. Između ostalog, ova sila nekim kukcima omogućuje klizanje po vodi bez da tonu te oblikuje kapljice vode. Kapljice vode savršeno su sferične sve dok ne dosegnu veličinu od otprilike 2 mm, pri čemu gravitacija nadmašuje površinsku napetost. Ako postane veća, kapljica se zgnječi pod vlastitom masom.
Međutim, u svemiru mnogo veće nakupine tekućine naposljetku poprimaju sferni oblik.
U NASA-inom istraživačkom centru Ames u Silicijskoj dolini, Edward Balaban vodi Fluidic Telescope Experiment ili FLUTE. Amesovi znanstvenici, agencijski Goddard Space Flight Center i istraživači s Techniona – Izraelskog instituta za tehnologiju – istraživali su mogućnost korištenja tekućina za stvaranje visokopreciznih leća i zrcala u svemiru.
Pomislili smo, “zašto ne iskoristiti prirodno ponašanje tekućina u mikrogravitaciji za konstruiranje velikih teleskopa i optičkih komponenti koje se mogu koristiti za sve vrste primjena”, objašnjava Balaban.
“U mikrogravitaciji tekućine poprimaju oblike koji su korisni za izradu leća i zrcala, pa ako ih napravimo u svemiru, mogle bi se koristiti za izgradnju teleskopa koji su mnogo veći nego što se dosad mislilo da je moguće.”
Ispitivanja na tlu
Od ključne je važnosti da tim prvo testira svoje ideje na terenu prije nego što ih isproba u svemiru.
Moran Bercovici, izvanredni profesor strojarstva na Technionu, objasnio je da su tekućine korisne ne samo za izradu leća, već i za uklanjanje gravitacije u eksperimentima.
Dr. Valeri Frumkin iz Bercovicijeve grupe razvio je metodu koja uključuje ubrizgavanje polukrute tekućine u kružne okvire uronjene u vodu.
“Polimeri, koji se također koriste u salonima za nokte radi izrade akrilnih noktiju ili u ljepilima poput superljepila, prirodan su izbor za materijal za leće. Trik je osigurati da voda ima istu gustoću kao polimer koji ubrizgavamo tako da se sile uzgona precizno suprotstavljaju gravitacijskim silama kako bi se simulirali uvjeti bestežinskog stanja.”
Ovako konstruirane leće posjeduju kvalitetu površine koja je usporediva ili čak bolja od one koja se može postići najboljim metodama poliranja, a sama izrada zahtjeva prilično malo vremena.
Prirodna fizika tekućine obavlja sav posao za nas, tako da možemo u potpunosti preskočiti mehaničke procese poput brušenja ili poliranja.
Mikrogravitacijski testovi
Tim istraživača testirao je svoje ideje Zero-G paraboličnog leta u prosincu 2021. U 50 letova, tim je uspio postići 15 do 20 sekundi mikrogravitacije – dovoljno dugo da se formiraju tekuće leće i analiziraju podaci.
Sintetičko ulje upumpano je u kružni okvir (otprilike veličine kovanice od jednog dolara) tijekom leta, ispunjavajući prazninu dok se ne postigne željeni oblik. Sintetička ulja slična automobilskim uljima, imala su različite viskozitete kako bi se testiralo koje je najučinkovitije.
Tekuća leća stvorena je u roku od nekoliko sekundi — sve dok gravitacija nije proradila i ulje nije iscurilo kako se avion ponovno dizao prema gore, objasnio je Bercovici.
“Naš eksperiment na svemirskoj postaji imat će dodatni korak stvrdnjavanje tekućina kako bi zadržale svoj oblik.”
Uzimajući ultrabrza i precizna mjerenja laserom, znanstvenici su uspjeli uhvatiti točan trenutak kada tekućina poprima oblik.
Dok se tim priprema za svoj eksperiment u laboratoriju u orbiti, željno iščekuju rezultate prve runde paraboličkih letova.
James Webb gleda kroz kozmičku prašinu, otkrivajući dosad nepoznate zvijezde u galaksiji NGC 7496
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.
