|
Огромные космические телескопы будущего
|
|
|
|
Космические телескопы замечательны. Их обзор не зависит от погодных условий в нашей атмосфере, и поэтому они могут получать невероятно подробные изображения небес. К сожалению, они довольно ограничены по размеру зеркала.
|
|
|
|
Каким бы удивительным ни был космический телескоп Джеймса Уэбба, его основное зеркало имеет диаметр всего 6,5 метров. Даже в то время зеркало должно было иметь складывающиеся компоненты, чтобы поместиться в ракету-носитель. Напротив, чрезвычайно большой телескоп, который в настоящее время строится на севере Чили, будет иметь зеркало диаметром более 39 метров.
|
|
|
|
Если бы только мы могли запустить такое большое зеркало в космос. В новом исследовании, опубликованном в журнале "Космические телескопы и приборы 2024: Оптические, инфракрасные и миллиметровые волны", рассматривается, как это можно сделать.
|
|
|
|
Как показывает исследование, когда речь заходит о зеркалах для телескопов, все, что вам действительно нужно, - это отражающая поверхность. Для этого не нужно наносить покрытие на толстый лист стекла, а также использовать большую жесткую опорную конструкцию. Все, что нужно, - это просто сохранить форму зеркала под действием собственного веса.
|
|
|
|
|
|
|
Что касается звездного света, то главное - это блестящая поверхность. Так почему бы просто не использовать тонкий лист отражающего материала? Вы можете просто свернуть его и поместить в свою ракету-носитель. Мы могли бы, например, легко запустить в космос 40-метровый рулон алюминиевой фольги.
|
|
|
|
Конечно, все не так просто. Вам все равно придется снова развернуть мембранный телескоп в нужную форму. Вам также понадобится детектор для фокусировки изображения, и вам понадобится способ правильно расположить этот детектор по отношению к широкоформатному зеркалу.
|
|
|
|
В принципе, вы могли бы сделать это с помощью тонкой несущей конструкции, которая не придала бы телескопу чрезмерного объема. Но даже если предположить, что все эти инженерные проблемы могут быть решены, проблема все равно останется. Даже в космическом вакууме форма такого тонкого зеркала со временем деформировалась бы. Решение этой проблемы является основной задачей данной статьи.
|
|
|
|
После запуска в космос и развертывания мембранное зеркало не претерпело бы значительных деформаций. Но для получения четких изображений зеркало должно было бы сохранять фокусировку на порядке прохождения видимого света.
|
|
|
|
Когда "Хаббл" был запущен, его зеркальная форма была менее чем на толщину человеческого волоса, и для ее исправления потребовались корректирующие линзы и целый полет на шаттле. Любые изменения такого масштаба сделали бы наш мембранный телескоп бесполезным. Поэтому авторы обращаются к хорошо используемому трюку астрономов, известному как адаптивная оптика.
|
|
|
|
Адаптивная оптика используется на крупных наземных телескопах для коррекции атмосферных искажений. Приводы, расположенные за зеркалом, искажают форму зеркала в режиме реального времени, чтобы нейтрализовать мерцание атмосферы. По сути, это делает форму зеркала несовершенной, что объясняет наше несовершенное видение неба.
|
|
|
|
Аналогичный трюк можно было бы использовать для мембранного телескопа, но если бы нам пришлось использовать сложную систему привода зеркала, мы могли бы с таким же успехом вернуться к использованию жестких телескопов. Но что, если вместо этого мы просто воспользуемся лазерной проекцией?
|
|
|
|
Направляя лазерный луч на зеркало, мы могли бы изменить его форму за счет отдачи излучения. Поскольку это просто тонкая мембрана, форма была бы достаточно существенной для создания оптических коррекций, и ее можно было бы изменять в режиме реального времени, чтобы поддерживать фокусировку зеркала. Авторы называют этот метод радиационной адаптивной оптикой и с помощью серии лабораторных экспериментов продемонстрировали, что он может работать.
|
|
|
|
Делать это в глубоком космосе намного сложнее, чем в лаборатории, но работа показывает, что этот подход стоит изучить. Возможно, в ближайшие десятилетия мы сможем построить целую серию таких телескопов, которые позволят нам увидеть детали далеких небес, о которых мы сейчас можем только догадываться.
|
|
|
|
Источник
|
