กล้องโทรทรรศน์กระจกเหลวนาโนวิศวกรรม

Pin
Send
Share
Send

นักดาราศาสตร์บางคนรู้สึกว่ากล้องโทรทรรศน์หมุนกระจกเหลว (LMT) อาจปฏิวัติดาราศาสตร์ และแตกต่างจากกล้องโทรทรรศน์ธรรมดาที่มีกระจกทำจากกระจกที่มีราคาแพงในการทำและบำรุงรักษา LMTs ค่อนข้างคุ้มค่าเนื่องจากต้นทุนการก่อสร้างต่ำ (ประมาณการปัจจุบันมีกระจกเหลวที่ 1% ต้นทุนของกระจกแก้ว) และพวกเขาไม่จำเป็นต้องขัดเงา หรือตั้งอยู่ในภูเขาที่มีราคาแพง

Ermanno Borra จากแคนาดาเป็นหนึ่งในผู้เชี่ยวชาญชั้นแนวหน้าเกี่ยวกับ LMTs และเขาได้สร้างและทดสอบกล้องโทรทรรศน์ประเภทต่าง ๆ เหล่านี้มาตั้งแต่ต้นปี 1980 งานวิจัยล่าสุดของเขาเกี่ยวข้องกับการสร้าง LMT ที่ปรับเอียงได้ - ซึ่งก่อนหน้านี้คิดว่าเป็นไปไม่ได้เกือบ - โดยใช้เลเยอร์บางที่สะท้อนแสงของอนุภาคนาโนโลหะที่ประกอบขึ้นเอง

LMTs ทำโดยการปั่นของเหลวสะท้อนแสงซึ่งโดยปกติจะเป็นปรอทบนแพลตฟอร์มรูปชามเพื่อสร้างพื้นผิวรูปโค้งแบบพาราโบลิกซึ่งเหมาะสำหรับเลนส์ทางดาราศาสตร์ มีการใช้ LMT จำนวนหนึ่งวันนี้รวมถึง LMT ขนาด 6 เมตรในแวนคูเวอร์แคนาดาและรุ่น 3 เมตรที่ NASA ใช้สำหรับหอดูดาววงโคจรในนิวเม็กซิโก

Borra และเพื่อนร่วมงานของเขาทำการทดลองโดยใช้ของเหลวต่าง ๆ เพื่อสร้าง LMT เนื่องจากส่วนหนึ่งของงานวิจัยของพวกเขามุ่งเน้นไปที่การศึกษาความเป็นไปได้ในการสร้าง LMT ขนาดใหญ่บนดวงจันทร์และปรอทหยุดค้างที่อุณหภูมิที่ขั้วบนดวงจันทร์ เนื่องจากของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำเช่นไฮโดรคาร์บอนขนาดเล็ก (เช่นอีเทน) ไม่เป็นประกาย Borra จึงพยายามที่จะวางโลหะสะท้อนแสงบนพื้นผิวของของเหลวเหล่านี้ ในปี 2550 Borra และทีมของเขาประสบความสำเร็จในการเคลือบของเหลวไอออนิกที่อุณหภูมิต่ำ (มีไอโอนิกเท่านั้นเช่นเอทิลammอนเนียมไนเตรต) ด้วยเงินโดยการระเหยกลายเป็นไอในสุญญากาศซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่เคยทำมาก่อน

แต่เมื่อไม่นานมานี้ทีมของ Borra ได้ใช้อนุภาคนาโนเงินที่รู้จักกันในชื่อ Metal Liquid-Like Films หรือ MELLF เพื่อเคลือบของเหลว (พันธะน้ำ) เช่นเอธิลีนไกลคอล ในรายงานล่าสุดที่สรุปการวิจัยของพวกเขาทีมกล่าวว่านี่คือการปรับปรุงที่สำคัญกว่างานก่อนหน้าของพวกเขาที่ชั้นการสะท้อนถูกวางลงบนน้ำมันที่ไม่ชอบน้ำ (กันน้ำ) โดยปกติแล้วการสร้าง MELLF นั้นต้องใช้แรงงานมากและใช้เวลานาน แต่ทีมยังสร้างเครื่อง MELLF ขนาดเล็กที่เรียบง่ายใช้มอเตอร์ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์และตอนนี้สามารถสร้าง MELLF ให้เพียงพอสำหรับกระจก 1 เมตรในเวลาประมาณ 30 ชั่วโมง จากการทดสอบและทดลองเพิ่มเติมทีมพบว่าการพ่น MELLF ที่สะท้อนแสงสูงบนพื้นผิวของของเหลวที่ชอบน้ำทำให้เกิดผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

โดยปกติแล้วกระจกเหลวมีข้อ จำกัด ว่าสามารถชี้ขึ้นได้เท่านั้นดังนั้นจึงไม่เหมือนกล้องโทรทรรศน์มาตรฐานที่สามารถชี้ไปในทิศทางใดก็ได้และติดตามวัตถุบนท้องฟ้า ดูเฉพาะบริเวณท้องฟ้าที่อยู่เหนือศีรษะโดยตรง แต่ Borra กำลังทำงานเกี่ยวกับการสร้าง LMT ที่ปรับเอียงได้และโดยการใช้อนุภาคนาโน MELLF ได้ประสบความสำเร็จในการผลิต LMT ที่สามารถเอียง 45 อาร์ควินาที

เป้าหมายของพวกเขาคือสามารถเอียง LMT ได้ 10 องศา ในการทำเช่นนี้พวกเขาจะต้องพบของเหลวที่มีความหนืดสูงกว่าซึ่งอาจทำให้พวกเขากลับมาอีกครั้งเพื่อลองไอออนิคเหลวซึ่งมีให้เลือกหลากหลาย

“ มันจะคุ้มค่ากับความพยายามเพราะจากประสบการณ์ของเราจนถึงตอนนี้กระจกเหลวที่ปรับเอียงได้สัญญาว่าจะมีราคาไม่แพงและใช้งานง่ายมากนำไปสู่ยุคของกล้องโทรทรรศน์ราคาไม่แพงและเวลาใช้กล้องโทรทรรศน์ที่พร้อมใช้งาน”
- จากรายงานของ Borra, Gagne และ Ritcey ที่ให้ข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับการวิจัย LMT

กระจกเหลวที่คาดการณ์ไว้สำหรับกล้องโทรทรรศน์ทางจันทรคติจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ถึง 100 เมตรทำให้มีความไวสูงขึ้นถึง 1,000 เท่าเมื่อเทียบกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อไปที่เสนอ ในขณะที่ Borra และทีมของเขาทำการวิจัยต่อไปให้ค้นหาการปรับปรุงเพิ่มเติมจากการทำงานในอนาคต

แหล่งข่าวดั้งเดิม: ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์

Pin
Send
Share
Send