|
Μια ομάδα διεθνούς φήμης αστρονόμων και οπτικών μπορεί να έχει βρει τον
τρόπο για να κατασκευαστούν "απίστευτα μεγάλα" τηλεσκόπια στη Σελήνη.
"Είναι τόσο απλό", λέει ο Ermanno F. Borra, καθηγητής
της φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Κεμπέκ. "Ο Νεύτωνας γνώριζε ότι κάθε υγρό, εάν τεθεί
μέσα σε ένα ρηχό δοχείο και τεθεί σε περιστροφή, λαμβάνει ένα παραβολικό σχήμα- το ίδιο σχήμα που
χρειάζεται ένα
τηλεσκόπιο κατόπτρου για να εστιάσει το φως των άστρων. Κι αυτό το γεγονός θα μπορούσε να είναι
το κλειδί για να φτιαχτεί ένα τεράστιο σεληνιακό παρατηρητήριο".
 Καλλιτεχνική
άποψη για ένα περιστρεφόμενο τηλεσκόπιο υγρού κατόπτρου στη Σελήνη
Ο Borra, ο οποίος μελετά τα τηλεσκόπια υγρού κατόπτρου από το 1992,
καθώς και ο Simon "Pete" Worden, διευθυντής του Κέντρου Ερευνών Ames
της NASA, είναι
μέλη μιας ομάδας, που έχουν συλλάβει την ιδέα για μια περιστροφή.
Στη Γη, ένα υγρό κάτοπτρο μπορεί να γίνει εντελώς λείο και τέλειο, αν το περιεχόμενο
διατηρείται ακριβώς οριζόντιο και στηρίζεται σε
μια βάση με χαμηλούς κραδασμούς και αμελητέας τριβής από τον αέρα και η
οποία στριφογυρίζει
από ένα σύγχρονο κινητήρα με σταθερή ταχύτητα.
"Δεν χρειάζεται να
γυρίζει πολύ γρήγορα", λέει ο Borra. "Το χείλος ενός κατόπτρου
διαμέτρου 4 μέτρων - το μεγαλύτερο που έφτιαξα στο εργαστήριο - κινείται μόνο
με 3 χιλιόμετρα
την ώρα, την ίδια με αυτήν που περπατά ένας άνθρωπος. Στην χαμηλή βαρύτητα
της Σελήνης, θα ήταν ακόμα πιο αργή η περιστροφή ".
Τα περισσότερα από τα τηλεσκόπια υγρού κατόπτρου στη Γη χρησιμοποίησαν
υδράργυρο. Ο υδράργυρος παραμένει υγρός σε θερμοκρασία δωματίου, και
αντανακλά το 75 τοις εκατό του εισερχόμενου φωτός, σχεδόν τόσο καλά όσο
και το ασήμι. Το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο υγρού κατόπτρου στη Γη, το Μεγάλο
Τηλεσκόπιο Zenith λειτουργεί από το Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας
στον Καναδά, κι έχει διάμετρο 6 μέτρα ή 20 τοις εκατό μεγαλύτερη από
το διάσημο κάτοπτρο των 200 ιντσών του τηλεσκόπιο Hale στο Αστεροσκοπείο Palomar
στην Καλιφόρνια. Ωστόσο, όταν ολοκληρώθηκε ο 2005, το καναδικό τηλεσκόπιο
υγρού κατόπτρου τύπου Palomar κόστισε κάτω από 1 εκατ. δολάρια, ένα μικρό
ποσοστό του κόστους των κανονικών στερεών κατόπτρων της
ίδιας διαμέτρου - και, εδώ που τα λέμε, μόνο το 1/6 του Palomar που
φτιάχτηκε το 1948.
Αυτά τα οικονομικά δεδομένα κάνουν τους αστρονόμους να αρχίσουν να
ονειρεύονται σχέδια για ένα σεληνιακό παρατηρητήριο.
"Η δική μας μελέτη ξεκίνησε όταν ήταν ήμουν ακόμη καθηγητής
της Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα πριν έρθω στην NASA το 2006,"
υπενθυμίζει ο Worden. "Το ελκυστικό αυτής της προσέγγισης είναι
ότι θα μπορούσαμε να έχουμε ένα απίστευτα μεγάλο τηλεσκόπιο στο φεγγάρι."
Ο υδράργυρος είναι ανεφάρμοστο για το Φεγγάρι: είναι πολύ πυκνό και βαρύ
για να το μεταφέρουμε εκεί πάνω, είναι πολύ ακριβό, και θα εξατμιστεί γρήγορα όταν
εκτεθεί στο σεληνιακό κενό. Τα τελευταία χρόνια, ωστόσο, ο Borra και οι
συνεργάτες του έχουν πειραματιστεί με μια τάξη οργανικών ενώσεων,
γνωστών ως ιονικά υγρά. "Ιονικά υγρά είναι βασικά τηγμένα άλατα," εξηγεί
ο Borra. "Η ταχύτητα εξάτμισης είναι σχεδόν μηδενική, έτσι ώστε να μην
υπάρχει
εξάτμιση στο σεληνιακό κενό. Μπορούν επίσης να παραμένουν υγρά σε πολύ
χαμηλές θερμοκρασίες."
Αυτός και οι συνάδελφοί του προσπαθούν
τώρα να συνθέσουν ιονικά υγρά που να παραμένουν λιωμένα (σε τήξη) ακόμη
και σε θερμοκρασίες
υγρού αζώτου.
Τα ιονικά υγρά έχουν πολύ μικρότερη πυκνότητα από τον υδράργυρο, και είναι
ελαφρώς μόνο,
πυκνότερα από το νερό. Αν και δεν είναι εξαιρετικά ανακλαστικό,
ένα στρεφόμενο κάτοπτρο ενός ιοντικού υγρού μπορεί να επικαλυφθεί με ένα
στρώμα υπερλέπτου αργύρου ακριβώς σαν να ήταν ένα σταθερό κάτοπτρο.
Το πιο παράξενο απ 'όλα, είναι ότι το στρώμα του αργύρου είναι πολύ λεπτό, 50 έως 100 νανόμετρα
μόνο. Στο κενό του διαστήματος, ένα υγρό
κάτοπτρο επικαλυμμένο με ένα τέτοιο λεπτό στρώμα αργύρου δεν θα
εξατμίζεται ούτε θα αμαυρώνει.
Επίσης, ένα υγρό κάτοπτρο δεν μπορεί να εκτρέπεται από την οριζόντια θέση
του, επειδή το
υγρό θα χυνόταν έξω καταστρέφοντας έτσι το κάτοπτρο.
Επιπλέον, ο Borra διευκρινίζει ότι αν το τηλεσκόπιο βρίσκεται οπουδήποτε
αλλού εκτός από
τους πόλους ακριβώς, με κάθε περιστροφή της Γης ή της Σελήνης θα σαρώνει μια
κυκλική λωρίδα του ουρανού. Και ο άξονας περιστροφής της Σελήνης
ταλαντεύεται με
περίοδο 18,6 χρόνια, και στον χρόνο των 18,6 ετών, το τηλεσκόπιο ουσιαστικά θα
παρατηρούσε ένα μεγάλο μέρος του ουρανού.
Αν μπορούσαμε να βάλουμε ένα μεγάλο τηλεσκόπιο υγρού κατόπτρου κοντά στους σεληνιακούς πόλους
θα ήταν πολύ ελκυστικό. Το ίδιο το τηλεσκόπιο θα μπορούσε να βρίσκεται κοντά στον
πυθμένα ενός κρατήρα σε μόνιμη σκιά, όπου θα παράμενε σε κρυογονική θερμοκρασία,
το πιο επιθυμητό για την υπέρυθρη αστρονομία.
Ωστόσο, οι ηλιακοί συλλέκτες θα μπορούν να βρίσκονται στις γύρω
βουνοκορφές με μόνιμο ήλιο, για να παράγουν ικανή ενέργεια για να
στρέφεται το κάτοπτρο.
Το γεγονός ότι ένα τηλεσκόπιο υγρού κατόπτρου πάντα βλέπει ευθεία
απλοποιεί κατά πολύ την κατασκευή του, μειώνει την μάζα του με την
κατάργηση των βαρέων αναρτήσεων, το σχεδιασμό του καθώς και τα συστήματα
ελέγχου που απαιτούνται για ένα καθοδηγούμενο τηλεσκόπιο.
Ο Worden εκτιμά
ότι όλα τα υλικά για ένα ολοκληρωμένο σεληνιακό τηλεσκόπιο των 20 μέτρων, θα
ζύγιζαν το πολύ λίγους τόνους κι έτσι θα μπορούσαν να μεταφερθούν στη Σελήνη
με μια αποστολή Ares 5 κατά τη δεκαετία του 2020."
Τα μελλοντικά τηλεσκόπια θα
μπορούσαν να έχουν κάτοπτρα πολύ μεγάλα, με διάμετρο 100
μέτρων - μεγαλύτερο και από ένα ποδοσφαιρικό γήπεδο.
"Ένα μεγάλο κάτοπτρο θα μπορούσε να ανιχνεύσει πίσω στον χρόνο όταν το σύμπαν
ήταν πολύ μικρό, 500 εκατομμυρίων ετών μόνο, όταν σχηματίστηκε η πρώτη γενιά
των άστρων
και γαλαξιών," λέει ο Borra. "Θα μπορούσαμε να
ανακαλύψουμε εντελώς νέα συναρπαστικά πράγματα που
εμείς δεν θα περιμένουμε."
Και συμπληρώνει ο
Worden: «Η κατασκευή ενός γιγάντιου τηλεσκόπιου στη Σελήνη ήταν πάντοτε
ένα σενάριο επιστημονικής φαντασίας, αλλά σύντομα θα μπορούσε να
γίνει πραγματικότητα.
|
