Інженери представили технологію створення тонких, гнучких і легких дзеркал для космічних телескопів.
Дослідники з Інституту позаземної фізики Товариства Макса Планка розробили новий метод виготовлення великих оптичних дзеркал для космічних телескопів. Мембранні дзеркала набагато тонше звичайних і настільки гнучкі, що їх можна згорнути і компактно розмістити в ракеті-носії.
Мембранні дзеркала вирощуються методом хімічного осадження з парової фази на рідину, що обертається у вакуумній камері. Вихідний матеріал випаровується і термічно розщеплюється на мономери. Вони осідають на поверхні в вакуумній камері, а потім об’єднуються, утворюючи полімер. Цей метод зазвичай використовується для нанесення різних покриттів, наприклад, вологозахисної поверхні на електронних приладах.
Мембранні оптичні дзеркала. Фотографії: Sebastian Rabien, MPE
Щоб створити точну форму, необхідну для дзеркала телескопа, дослідники додали всередину вакуумної камери обертовий контейнер, наповнений невеликою кількістю рідини. Рідина утворює ідеальну параболічну поверхню, на якій може формуватися полімер. Коли він стає досить густим, зверху напиленням наноситься відбивний металевий шар і рідина змивається.
Тонке і легке дзеркало, створене за допомогою цієї техніки, можна легко скласти або згорнути під час польоту в космос. Але в звичайних умовах після «розпакування» воно втрачає форму. Щоб відновити властивості поверхні, дослідники розробили термічний метод, який використовує локальну зміну температури, створювану світлом, щоб забезпечити адаптивне управління формою.
Форму дзеркал можна регулювати, вибірково освітлюючи поверхню дзеркала і створюючи невеликі зміни температури. Фотографії: Sebastian Rabien, MPE
Для демонстрації технології інженери створили мембранні дзеркала діаметром 30 см. Готові вироби мали властивості, необхідні для використання в телескопах. При цьому вони успішно відновлювали форму під дією теплового випромінювання. Дослідники відзначають, що дзеркала, створені за цією технологією, легко масштабувати. Крім того, вони досить легкі, щоб великі дзеркала можна було легко доставити на орбіту ракетою-носієм.