Gelecekteki uzay teleskopları, uzayda yuvarlanarak muazzam boyutlara ulaşan ince zarlardan yapılabilir.

Uzay tabanlı teleskoplar dikkat çekicidir. Görüşleri atmosferimizdeki hava koşulları tarafından engellenmediğinden, gökyüzünün inanılmaz derecede ayrıntılı görüntülerini yakalayabilirler. Ne yazık ki ayna boyutları oldukça sınırlıdır.

James Webb Uzay Teleskobu ne kadar şaşırtıcı olsa da ana aynasının çapı yalnızca 6,5 ​​metredir. O zaman bile aynanın fırlatma roketine sığması için katlanabilir bileşenlere sahip olması gerekiyordu. Buna karşılık, şu anda Şili’nin kuzeyinde yapım aşamasında olan Aşırı Büyük Teleskop’ta 39 metreden daha geniş bir ayna bulunacak.

Keşke bu kadar büyük bir aynayı uzaya fırlatabilseydik. A yeni çalışma şurada yayınlandı Uzay Teleskopları ve Aletleri 2024: Optik, Kızılötesi ve Milimetre Dalga bunun nasıl yapılabileceğine bakıyor.

Araştırmanın da belirttiği gibi, teleskop aynaları söz konusu olduğunda gerçekten ihtiyacınız olan tek şey yansıtıcı bir yüzeydir. Kalın bir cam parçası üzerine kaplanmasına ya da büyük, sert bir destek yapısına ihtiyacı yoktur. Aynanın şeklini kendi ağırlığına karşı korumak için gereken tek şey bu.

Yıldız ışığı söz konusu olduğunda önemli olan tek şey parlak yüzeydir. Öyleyse neden ince bir yansıtıcı malzeme tabakası kullanmıyorsunuz? Onu rulo yapıp fırlatma aracınıza koyabilirsiniz. Örneğin 40 metrelik bir alüminyum folyo rulosunu uzaya kolaylıkla fırlatabiliriz.

Elbette işler bu kadar basit değil. Yine de membran teleskopunuzu tekrar uygun şekline getirmeniz gerekecektir. Ayrıca görüntüyü odaklamak için bir dedektöre ihtiyacınız olacak ve bu dedektörü reklam panosu aynasıyla doğru hizada tutmanın bir yoluna ihtiyacınız olacak.

Prensip olarak bunu, teleskopunuza aşırı bir hacim kazandırmayacak olan ince bir destek yapısıyla yapabilirsiniz. Ancak tüm bu mühendislik problemlerinin çözülebileceğini varsaysak bile yine de bir sorununuz olur. Uzay boşluğunda bile bu kadar ince bir aynanın şekli zamanla deforme olacaktır. Bu sorunu çözmek bu yeni makalenin ana odağıdır.

Uzaya fırlatılıp açıldığında, membran ayna önemli ölçüde deforme olmayacaktı. Ancak keskin görüntüler yakalamak için aynanın görünür ışığın sırasına odaklanması gerekir.

Hubble fırlatıldığında ayna şekli insan saçı kalınlığından daha azdı ve bunu düzeltmek için lenslerin düzeltilmesi ve tam bir mekik görevi gerekti. Bu ölçekte herhangi bir değişiklik membran teleskopumuzu işe yaramaz hale getirecektir. Bu nedenle yazarlar, uyarlanabilir optik olarak bilinen, astronomların çok kullanılan bir hilesine bakıyorlar.

Uyarlanabilir optikler, atmosferik bozulmayı düzeltmenin bir yolu olarak büyük yer tabanlı teleskoplarda kullanılır. Aynanın arkasındaki aktüatörler, atmosferdeki pırıltıları engellemek için aynanın şeklini gerçek zamanlı olarak bozuyor. Esasen, gökyüzüne dair kusurlu görüşümüzü hesaba katacak şekilde aynanın şeklini kusurlu hale getirir.

Benzer bir hile membran teleskopu için de kullanılabilir, ancak ayna için karmaşık bir aktüatör sistemi başlatmak zorunda kalırsak, sert teleskopları fırlatmaya geri dönebiliriz. Peki ya bunun yerine sadece lazer projeksiyonu kullanırsak?

Aynaya bir lazer projeksiyonu yansıtarak, radyasyon geri tepmesi yoluyla şeklini değiştirebiliriz. Basitçe ince bir zar olduğundan, şekli optik düzeltmeler yaratacak kadar önemli olacaktır ve aynanın odağını korumak için gerçek zamanlı olarak değiştirilebilir. Yazarlar bu tekniğe ışınımlı uyarlanabilir optik diyorlar ve bir dizi laboratuvar deneyi yoluyla bunun işe yarayabileceğini gösterdiler.

Bunu derin uzayda yapmak laboratuvarda yapmaktan çok daha karmaşıktır ancak çalışma, yaklaşımın keşfedilmeye değer olduğunu gösteriyor. Belki de önümüzdeki yıllarda bu tür teleskoplardan oluşan bir dizi inşa edebiliriz; bu da uzak göklerdeki, şu anda yalnızca hayal edebildiğimiz ayrıntıları görmemize olanak tanır.