#用液体制成巨大的空间望远镜#
哈勃空间望远镜的主镜长2.4米。南希·格蕾丝·罗曼空间望远镜也有一个2.4米长的镜子,而詹姆斯·韦布空间望远镜的主镜则高达6.5米。它们完成了设计目标,但如果......我们可以有更大的镜子呢?
镜子越大,收集的光线就越多。这意味着我们可以用更大的镜子看到更远的时空,观察恒星和星系的形成,直接对系外行星进行成像,并有机会揭秘暗物质是什么。
但是制造镜子的过程很复杂,需要时间。首先是铸造镜面坯料以获得基本形状。然后你必须通过加热和缓慢冷却的方式来强化玻璃。接下来是研磨玻璃并将其打磨成完美的形状,然后是测试和涂层。以上步骤对于小镜片来说还不错,但如果我们想要更大的镜片呢?
有个办法:利用流体在太空中制造10倍至100倍大的镜片。而且,制造这些镜片所需的时间将大大缩短。
加州硅谷艾姆斯研究中心的目标就是使在太空中制造流体镜片成为可能,这种透镜不仅比玻璃镜片大,而且光学性能要和地球上制造的镜片一样好,甚至更好。
在太空中,液体最终会形成完美的球形。不过为了先测试这个过程,科学家们用水作为介质来制造液体镜片:必须确保水的密度与用来制造镜片的液体聚合物相同,以便有效地抵消重力的影响。在没有任何机械加工的情况下,聚合物被注入浸于水中的圆形镜框中,然后凝固,接着形成与使用标准技术相当或更好的镜片。
接下来,该团队测试了不同粘度的合成油,以确定哪种油的效果更好。当飞机处于自由落体状态时,这些油被泵入大约一美元硬币大小的圆形框架中,从而使研究人员能够再次制造出液体透镜。
这个实验接下来将在国际空间站(ISS)上进行。在那里,科学家们将增加使用紫外线或温度来硬化液体的步骤,以便研究人员能够在地球上检查和测试镜片。
这是我们第一次在太空中制造光学元件。如果实验成功,这将是在太空中建造望远镜新方法的开始,是天基制造的一场革命。也许,就快来临了。
图为用于大口径全天巡视望远镜(LSST)的光学镜片。
来源:http://t.cn/A6X7hyBT
图源:http://t.cn/A6X7hyBY
