Et månebaseret teleskop

NASA-forskere har udviklet en enkel og billig metode til at omdanne månestøv til et betonlignende materiale, der kan bruges i stedet for glas til at bygge store teleskopspejle på månen. Forskerne lavede materialet ved at blande kulstofnanorør og epoxy-lim-lignende materialer med en knust stenforbindelse, der har samme sammensætning som månestøv. Derefter spundede de materialet på et keramikhjul for at skabe et spejlemne med den parabolske form som et teleskopspejl.

Skinnende månestøv: NASA-forskere har skabt et 12-tommer teleskopspejl ved først at blande kulstofnanorør, epoxyer og månestøv og derefter spinde det betonlignende materiale for at hærde til en parabelform. Forskerne kan derefter bruge en standard industriel poleringsproces eller en speciel berøringsfri metode, som de udviklede, kaldet reaktiv ionætsning, for at forbedre kvaliteten af ​​spejlet. Den nye tilgang kunne bruges til at bygge 50 meter teleskoper på månen.

At bygge et teleskopspejl, hvor 90 procent af det er lavet af månestøv betyder, at de få resterende dele kan transporteres til månen, og forskerne er ikke længere begrænsede med hensyn til størrelsen af ​​det teleskop, de kan lave, siger Peter Chen. en videnskabsmand ved Goddard Space Flight Center, der arbejder på den nye metode.

Effekten af ​​et teleskop er proportional med størrelsen af ​​dets spejl. James Webb-rumteleskopet, som efter planen skal efterfølge Hubble-teleskopet i 2013, bliver det største, der flyver til rummet med et spejl, der er seks meter i diameter. Chen siger, at ved hjælp af den nye metode kunne forskere bygge spejle på månen, der er 50 meter i diameter - den ideelle størrelse til at kigge dybt ind i universet, finde jordlignende planeter i vores solsystem og søge efter tilstedeværelsen af ​​liv .

Faktisk, siger eksperter, er månen et ideelt sted for astronomi. Månen har ingen atmosfære, hvilket betyder ingen sløring eller absorption af stjernelys, og den giver en stor, stabil platform, siger Chen.

Chens gruppe er ikke den eneste, der arbejder på en tilgang til at bygge gigantiske, kraftfulde spejle på månen. Forskere Robert Angel, ved University of Arizona, og Ermanno F. Borra , på Université Laval, i Quebec, arbejder på et roterende væskespejlteleskop. Mens begge metoder har lignende mål, har de forskellige tekniske udfordringer, siger Angel. Væskespejlteleskopet skal drejes med en nøjagtig hastighed gennem hele sin levetid og kan derfor kun pege i én retning. Hvis NASA-forskerne kan fryse deres væskeoverflade til noget nøjagtigt – epoxyspejle ændrer form, når de sætter sig – kan de lave et mere alsidigt teleskop end vores, siger Angel.

De fleste teleskopspejle er lavet af højt specialiserede materialer, såsom beryllium eller siliciumgrafit, der er sjældne og dyre. At bruge disse til at lave store, perfekt glatte optiske overflader er også en involveret proces. Meget små fejl i materialerne kan gøre et spejl ubrugeligt.

Et astronomisk teleskop: Denne kunstners gengivelse viser et foreslået 50 meter teleskop, der kunne bygges på månen ved hjælp af NASAs nye tilgang. For at vise, hvor stort dette er, skal du bemærke den 18-hjulede motor og to personer, der står foran teleskopet.

I modsætning hertil brugte NASA-forskere en kombination af let tilgængelige materialer: kulstofnanorør, epoxy og en knust sten, der har samme sammensætning og kornstørrelse som månestøv. Blandingen skabte et meget stærkt materiale med konsistens af beton. Forskerne tilføjede derefter endnu et lag epoxy og spundede materialet for at generere et 12-tommer bredt spejl med den parabolske form af et teleskopspejl. Selvom spinning af epoxy næppe fryser spejlet til en perfekt optisk overflade, er det let at tilpasse standard industrielle processer til at lave teleskopspejle af høj kvalitet og glathed, siger Chen. Han og hans gruppe har også udviklet en berøringsfri metode kaldet reaktiv ionætsning, som de har vist kan modificere epoxyoverfladen efter eget ønske, eksternt.

At demonstrere denne [metode] på et 12-tommer spejl er blot et første lille skridt i retning af, hvad det ville tage at bygge et produktionsanlæg, der er i stand til at lave et 50-meter teleskop, siger Lee Feinberg, en NASA-forsker, der leder James Webb-teleskopet.

En stor bekymring med hensyn til udstyr konstrueret på månen ville være at forhindre mekaniske overflader med høj præcision (led, lejer og så videre) fra at blive tilstoppet af støv. Der er også store temperatursvingninger mellem dag og nat, som ville stille høje krav til integriteten af ​​de bevægelige mekaniske dele.

Men først skal NASA komme til månen, en bedrift, som den håber at opnå i 2020.

skjule