Υγρός καθρέφτης για το Διάστημα

Από σελίδα της Καθημερινής 25-Νοεμβρίου-2000

Εκ πρώτης όψεως, ένα τηλεσκόπιο με υγρά κάτοπτρα ακούγεται εντελώς άχρηστο. Οι μεγάλοι άκαμπτοι καθρέπτες που εγκλωβίζουν το φως και το εστιάζουν μέσα στα μεγάλα τηλεσκόπια, ζυγίζουν τόννους, ενώ η κατασκευή τους διαρκεί για χρόνια. Πώς μπορεί λοιπόν μία δεξαμενή υγρού υδραργύρου να επιτελέσει τον ίδιο ρόλο; Οποιοδήποτε υγρό βρεθεί μέσα σε κυλινδρικό δοχείο, το οποίο θα περιστρέφεται με σταθερή ταχύτητα, θα αποκτήσει παραβολική επιφάνεια, κατάλληλη για κάτοπτρο τηλεσκοπίου.

Στα χνάρια του Νεύτωνα

Η ιδέα δεν είναι νέα. Πρώτος ο Ισαάκ Νεύτων, εφευρέτης του τηλεσκοπίου με κάτοπτρα, σχεδίασε τέτοια συσκευή. Κατά την τελευταία δεκαετία, όμως, η ιδέα παρουσιάζεται ρεαλιστική και οικονομική. Ορισμένα τηλεσκόπια υγρών κατόπτρων (ΤΥΚ) κατασκευάσθηκαν στη δεκαετία του 1990, ενώ το μεγαλύτερο από αυτά, με κάτοπτρο διαμέτρου έξι μέτρων, θα ξεκινήσει τη λειτουργία του σύντομα σε δάσος του Καναδά. Οι υποστηρικτές των τηλεσκοπίων αυτών θεωρούν ότι η τεχνολογία είναι έτοιμη να αντικαταστήσει την υπάρχουσα, δίνοντας τέλος στην κυριαρχία των συμβατικών τηλεσκοπίων.

Η κατασκευή υγρού κατόπτρου είναι πολύ εύκολη, συγκρινόμενη με την κατασκευή άκαμπτου καθρέπτη. Κύριο συστατικό των ΤΥΚ είναι ο υδράργυρος, ο οποίος τοποθετείται μέσα σε ανθεκτικό, αλλά ελαφρύ, κυλινδρικό δοχείο κατασκευασμένο συνήθως από Κέβλαρ. Μόλις ο κύλινδρος αρχίσει να περιστρέφεται στη σωστή ταχύτητα, ο υδράργυρος απλώνεται δημιουργώντας ένα λεπτό στρώμα πάχους λιγότερου από ένα χιλιοστό. Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία ενός υγρού κατόπτρου, ανάλογης ευκρίνειας με ένα άκαμπτο, το οποίο κοστίζει μόλις κλάσμα της τιμής του συμβατικού καθρέπτη.

Η ποιότητα ενός τηλεσκοπίου δεν εξαρτάται αποκλειστικά από το κάτοπτρό του. Ακόμη, όμως, και με τη χρήση των καλύτερων υλικών τα ΤΥΚ κοστίζουν έως και 5% της τιμής συμβατικών τηλεσκοπίων. Η δυνατότητα κατασκευής μεγάλων τηλεσκοπίων, με ελάχιστα έξοδα ενδέχεται να μεταβάλει ριζικά την επιστήμη της αστρονομίας. Μικρά ερευνητικά κέντρα θα μπορέσουν να αποκτήσουν δικά τους τηλεσκόπια, αντί να μοιράζονται τις εγκαταστάσεις μεγάλων σταθμών. Η αποκλειστική χρήση τηλεσκοπίου μπορεί να οδηγήσει την επιστημονική έρευνα σε νέα επίπεδα.

Μια αδυναμία

Το μόνο πρόβλημα των ΤΥΚ είναι ότι πρέπει να στοχεύουν τον ουρανό, σε γωνία 90 μοιρών με τη γη. Η κλίση του κατόπτρου προκαλεί τη διαταραχή του υδραργύρου. Αυτό σημαίνει ότι δεν έχουμε τη δυνατότητα να παρατηρήσουμε οποιοδήποτε αστρικό αντικείμενο και αν αυτό βρίσκεται ακριβώς πάνω από το ΤΥΚ δεν έχουμε τη δυνατότητα να παρακολουθήσουμε την πορεία του στον ουρανό. Ο περιορισμός αυτός δεν καθιστά άχρηστα τα ΤΥΚ. Οι αστρονόμοι που ερευνούν την καταγωγή του σύμπαντος δεν ενδιαφέρονται για την κατεύθυνση, στην οποία στοχεύει ένα τηλεσκόπιο, αφού το Σύμπαν είναι ισότροπο και ομογενές, καθιστώντας την παρατήρηση των απομακρυσμένων περιοχών του δυνατή.

Οι κατασκευαστές ΤΥΚ υποστηρίζουν ότι έχουν πετύχει την ανάκλαση του 50% του φωτός, που δέχεται το τηλεσκόπιο. Αυτό σημαίνει ότι το ήμισυ του φωτός που πέφτει πάνω στο κάτοπτρο αντανακλάται, ενώ οι κατασκευαστές ελπίζουν ότι θα πετύχουν να εκμεταλλευθούν μεγάλο ποσοστό της αντανακλαστικότητας του υδραργύρου, η οποία ξεπερνά το 80%.