211service.com
Een op de maan gebaseerde telescoop
NASA-wetenschappers hebben een eenvoudige en goedkope methode ontwikkeld om maanstof om te zetten in een betonachtig materiaal dat in plaats van glas kan worden gebruikt om grote telescoopspiegels op de maan te bouwen. De wetenschappers maakten het materiaal door koolstofnanobuisjes en epoxy-lijmachtige materialen te mengen met een verpletterd gesteente dat dezelfde samenstelling heeft als maanstof. Daarna spinden ze het materiaal op een aardewerkwiel om een onbewerkte spiegel te creëren met de parabolische vorm van een telescoopspiegel.
Glanzend maanstof: NASA-wetenschappers hebben een 12-inch telescoopspiegel gemaakt door eerst koolstofnanobuisjes, epoxy's en maanstof te mengen en vervolgens het betonachtige materiaal te draaien om uit te harden in een paraboolvorm. De wetenschappers kunnen vervolgens een standaard industrieel polijstproces of een speciale contactloze methode gebruiken die ze hebben ontwikkeld, reactieve ionenetsing genaamd, om de kwaliteit van de spiegel te verbeteren. De nieuwe aanpak zou kunnen worden gebruikt om telescopen van 50 meter op de maan te bouwen.
Door een telescoopspiegel te bouwen waarin 90 procent ervan is gemaakt van maanstof, kunnen de weinige overgebleven delen naar de maan worden vervoerd, en wetenschappers zijn niet langer beperkt met betrekking tot de grootte van de telescoop die ze kunnen maken, zegt Peter Chen, een wetenschapper bij Goddard Space Flight Center die aan de nieuwe methode werkt.
De kracht van een telescoop is evenredig met de grootte van zijn spiegel. De James Webb Space Telescope, die volgens planning in 2013 de Hubble-telescoop zal opvolgen, zal de grootste zijn om de ruimte in te vliegen met een spiegel met een diameter van zes meter. Chen zegt dat wetenschappers met behulp van de nieuwe methode spiegels op de maan kunnen bouwen met een diameter van 50 meter - de ideale grootte om diep in het universum te kijken, aardachtige planeten in ons zonnestelsel te vinden en te zoeken naar de aanwezigheid van leven .
Inderdaad, zeggen experts, de maan is een ideale plek voor astronomie. De maan heeft geen atmosfeer, wat betekent dat er geen vervaging of absorptie van sterrenlicht is, en het biedt een groot, stabiel platform, zegt Chen.
Chens groep is niet de enige die werkt aan een aanpak om gigantische, krachtige spiegels op de maan te bouwen. Wetenschappers Robert Angel, aan de Universiteit van Arizona, en Ermanno F. Borra , aan de Université Laval, in Quebec, werken aan een draaiende vloeistofspiegeltelescoop. Hoewel beide methoden vergelijkbare doelen hebben, hebben ze verschillende technische uitdagingen, zegt Angel. De vloeistofspiegeltelescoop moet gedurende zijn hele levensduur met een nauwkeurige snelheid worden rondgedraaid en kan dus maar in één richting wijzen. Als de NASA-wetenschappers hun vloeistofoppervlak kunnen bevriezen tot iets nauwkeurigs - epoxyspiegels veranderen van vorm wanneer ze ondergaan - kunnen ze een veelzijdigere telescoop maken dan de onze, zegt Angel.
De meeste telescoopspiegels zijn gemaakt van zeer gespecialiseerde materialen, zoals beryllium of siliciumgrafiet, die zeldzaam en duur zijn. Het is ook een ingewikkeld proces om deze te gebruiken om grote, perfect gladde optische oppervlakken te maken. Zeer kleine gebreken in de materialen kunnen een spiegel onbruikbaar maken.
Een astronomische telescoop: De weergave van deze kunstenaar toont een voorgestelde telescoop van 50 meter die op de maan zou kunnen worden gebouwd met behulp van de nieuwe benadering van NASA. Om te laten zien hoe groot deze is, kijk eens naar de 18-wieler en twee mensen die voor de telescoop staan.
NASA-wetenschappers daarentegen gebruikten een combinatie van gemakkelijk toegankelijke materialen: koolstofnanobuizen, epoxy's en een steenslag die dezelfde samenstelling en korrelgrootte heeft als maanstof. Het mengsel creëerde een zeer sterk materiaal met de consistentie van beton. De wetenschappers voegden vervolgens nog een laag epoxy toe en draaiden het materiaal om een 12-inch brede spiegel te genereren met de parabolische vorm van een telescoopspiegel. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat het draaien van epoxy de spiegel zal bevriezen tot een perfect optisch oppervlak, is het gemakkelijk om standaard industriële processen aan te passen om telescoopspiegels van hoge kwaliteit en gladheid te maken, zegt Chen. Hij en zijn groep hebben ook een contactloze methode ontwikkeld, reactieve ionenetsing genaamd, waarvan ze hebben aangetoond dat ze het epoxy-oppervlak naar believen op afstand kunnen wijzigen.
Het demonstreren van deze [methode] op een 12-inch spiegel is slechts een eerste kleine stap in de richting van wat nodig is om een productiefaciliteit te bouwen die een 50-meter telescoop kan maken, zegt Lee Feinberg, een NASA-wetenschapper die de James Webb-telescoop beheert.
Een belangrijk punt van zorg met betrekking tot apparatuur die op de maan is gebouwd, zou zijn om te voorkomen dat zeer nauwkeurige mechanische oppervlakken (verbindingen, lagers, enzovoort) verstopt raken door stof. Er zijn ook grote temperatuurschommelingen tussen dag en nacht die hoge eisen stellen aan de integriteit van de bewegende mechanische onderdelen.
Maar eerst moet NASA naar de maan, een prestatie die het tegen 2020 hoopt te volbrengen.