Eine Illustration eines hypothetischen Flüssiglinsen-Teleskops. Studio Ella Maru / NASA
Ist größer, besser?
Es hängt davon ab, ob Sie den Kosmos mögen oder nicht.
Aber wenn es darum geht, es mit einem Teleskop zu betrachten, sind größere Teleskope ein einfacher Gewinn, da sie mehr Licht sammeln können, was es Astronomen ermöglicht, weiter in den Weltraum zu blicken, unangemessen weit entfernte Objekte zu beobachten und letztendlich ein zusammenhängenderes und genaueres zu bauenBild des physikalischen Universums.
Ein Experiment, das an Bord der bevorstehenden Axiom-1-Mission zur Internationalen Raumstation ISS verstaut ist, wird die Grundlagen des Baus eines Weltraumteleskops untersuchen, das einen Flüssigkeitsspiegel verwendet. So bizarr das klingt, das Verhalten von Flüssigkeiten im Weltraum ist sovielversprechend genug, um über die Zukunft der Astronomie zu necken, die die Größe von Teleskopen mit dem 10- oder sogar 100-fachen multipliziert, laut ein Blogbeitrag der NASA.
Mit anderen Worten, die Zukunft der Astronomie könnte diese Woche beginnen.
Flüssiglinsen könnten die Zukunft weltraumgestützter Teleskope sein
Jede Flüssigkeit besitzt eine elastische Kohäsionskraft, die die uns vertraute ruhige Oberfläche erzeugen kann. So können einige Insekten mühelos über flüssige Oberflächen gleiten, und Regentropfen haben auch eine bestimmte Form. Die Kraft der Oberflächenspannungist so stark, dass wenn Wassertropfen sind 2 mm oder kleiner, behalten sie eine Kugelform.
Leider werden alle größeren Tröpfchen unter ihrem eigenen Gewicht zerquetscht. Aber das ist im Weltraum nicht so.
Unter der Mikrogravitation des Weltraums nehmen Wassertropfen und andere Flüssigkeiten schließlich eine nahezu perfekte Kugelform an. Und es sieht wirklich cool aus.
Mikrogravitation verleiht Flüssiglinsen interessante Formen
Principle Investigator Edward Balaban vom Fluidic Telescope Experiment FLUTE der NASA am Ames Research Center, Kalifornien, schloss sich mit Wissenschaftlern des Goddard Space Flight Center der Agentur in Greenbelt, Maryland, sowie dem Technion des israelischen Instituts für Technologie zusammen, um zu bewerten, ob Hochpräzisionsobjektive und Spiegel könnten über Flüssigkeiten konstruiert werden.
„Wir dachten, warum nicht das natürliche Verhalten von Flüssigkeiten in der Mikrogravitation nutzen und es auf den Bau von Großteleskopen oder weltraumgefertigten optischen Komponenten anwenden, die alle möglichen Anwendungen haben können“, erklärte Balaban im NASA-BlogPost.
"In der Mikrogravitation nehmen Flüssigkeiten Formen an, die für die Herstellung von Linsen und Spiegeln nützlich sind. Wenn wir sie also im Weltraum herstellen, könnten sie zum Bau von Teleskopen verwendet werden, die dramatisch größer sind, als bisher für möglich gehalten wurde."
Aber vor diesem neuen Mittel von die Sterne scannen in den Weltraum gehoben werden kann, plant das behördenübergreifende Team die Durchführung entscheidender Tests auf der Erde.“, sagte außerordentlicher Professor Moran Bercovici vom Technion in der Post.
Flüssiglinsen werden auf der ISS getestet
„Durch das Einspritzen einer verfestigbaren Flüssigkeit in kreisförmige, in Wasser getauchte Rahmen konnten wir Linsen buchstäblich im Eimer eines Hausmeisters herstellen“, erklärte Valeri Frumkin, ein weiterer Wissenschaftler, der an der von Bercovicis Team verwendeten Methode arbeitete. „Polymere, die auch in Nagelstudios zur Herstellung von Acrylnägeln oder in Klebstoffen wie Sekundenkleber verwendet werden, sind eine natürliche Wahl für Linsenmaterial."
"Der Trick besteht darin, sicherzustellen, dass das Wasser genau die gleiche Dichte wie das Polymer hat, das wir injizieren, damit die Auftriebskräfte den Gravitationskräften genau entgegenwirken, um die Bedingungen der Schwerelosigkeit zu simulieren", fügte Frumkin hinzu. Zwei Parabelflüge in der Schwerelosigkeit bot die Gelegenheit, die Ideen des Teams im Dezember 2021 zu testen – was zu 50 Iterationen von 15- bis 20-sekündigen Mikrogravitationsperioden führte.
Dies war genug Zeit für die Teams, um Flüssiglinsen herzustellen, und „[s]ure genug, in wenigen Sekunden waren wir in der Lage, eine freistehende Flüssiglinse herzustellen – bis sich das Flugzeug wieder nach oben hob und die Schwerkraft einsetzte,“ und synthetische Öle, die für eine Flüssigkeit verwendet werden, begannen „herauszusickern“, sagte Bercovici. Aber mit den bevorstehenden Experimenten auf der ISS erwarten die Teams, glatte und perfekt geformte Oberflächen zu schaffen – im Endeffekt die Entwicklung der perfekten Spiegel für die Zukunft des Weltraums-basierte Teleskope und Astronomie selbst.