Зеркало, которое течёт: в NASA готовят телескоп, меняющий форму по команде

Всё, что мы знаем о космических телескопах, может вскоре устареть. НАСА вместе с Израильским технологическим институтом (Технион) работает над проектом, который перевернёт представление о наблюдении за Вселенной. Впервые зеркало телескопа планируют сделать… из жидкости.

Так родился проект FLUTE (Fluidic Telescope) — амбициозная идея по созданию жидкостного телескопа длиной 50 метров. Для сравнения: зеркало знаменитого телескопа имени Джеймса Уэбба имеет диаметр всего 6,5 метра. FLUTE превзойдёт его почти в восемь раз.

Космическая физика и сила поверхностного натяжения

В невесомости жидкость принимает естественную сферическую форму благодаря поверхностному натяжению. Это физическое свойство стало основой идеи: в условиях космоса жидкое зеркало может быть создано без массивных конструкций и сложной механики.

Проект, пока находящийся на стадии моделирования и экспериментов, обещает открыть путь к новому поколению телескопов — лёгких, огромных и гибких.

"FLUTE направлен на преодоление ограничений существующих подходов, прокладывая путь для космических обсерваторий с крупноапертурными, несегментированными жидкостными главными зеркалами, подходящими для различных астрономических приложений", — поясняет пресс-служба NASA.

Что будет, если телескоп сдвинуть?

Одна из главных задач, с которой столкнулись учёные, — устойчивость жидкого зеркала к перемещению. Что произойдёт с тончайшим слоем жидкости, если телескопу нужно изменить угол обзора? Этот вопрос стал темой нового исследования, размещённого в репозитории arXiv и пока проходящего рецензирование.

Учёные смоделировали поведение зеркала при маневрах и даже воспроизвели некоторые процессы в лаборатории. Для этого они использовали микроскопические количества жидкости и неинвазивное воздействие электромагнитных сил.

Результат оказался обнадеживающим. Математическая модель показала, что при движении телескопа жидкое зеркало толщиной 1 мм деформируется всего на несколько микрометров по краям. При этом, даже если телескоп будет менять положение каждый день в течение 10 лет, более 80% зеркала останется в идеальной форме.

Маневры — с умом

Однако операторам FLUTE придётся быть осторожными. Исследование показало, что крупные повороты могут быть опаснее для зеркала, чем серия мелких движений. Последние создают симметричные деформации, которые проще компенсировать оптически.

Также выяснилось, что в условиях космоса такие зеркала потенциально способны к самовосстановлению. При незначительных повреждениях жидкость может со временем возвращаться в исходную форму — ещё один шаг к долговечности.

Взгляд в далёкое будущее

FLUTE пока лишь концепт, и его полёт — дело не ближайших лет. Тем не менее, NASA уже планирует построить уменьшенный прототип, который протестируют на низкой околоземной орбите. Пока дата запуска не определена, но предполагается, что проект может быть реализован в течение 15-20 лет.

Несмотря на технические вызовы — от управления жидкостью до создания 50-метровой конструкции — расчёты и моделирование дают надежду: наука знает, как с этим справиться.

Будущее астрономии, возможно, не просто начинается с FLUTE. Оно буквально вытекает из него.