טלסקופים קלים במשקל קוביות באמצעות מראות ננו-צינור פחמן

Pin
Send
Share
Send

מאז שהופקו לראשונה, צינורות פחמן הצליחו לעורר התרגשות מטורפת בקהילה המדעית. עם יישומים שנעים מטיפול במים ואלקטרוניקה, לביו-רפואה ובנייה, הדבר לא אמור להפתיע. אולם צוות מהנדסי נאס"א ממרכז טיסת החלל גודארד בגרינבלט, מרילנד, חלוץ את השימוש בצינורות פחמן למטרה נוספת - טלסקופים מבוססי חלל.

צוות צינורות פחמן, צוות גודארד - שמונהג על ידי ד"ר תיאודור קוסטיוק, מהמחלקה למעבדות מערכות פלנטריות של נאס"א - יצר מראה חדש ומהפכני של מראה טלסקופ. מראות אלה יתפרסו כחלק מ- CubeSat, אשר עשוי לייצג זן חדש של טלסקופים מבוססי חלל בעלות נמוכה ויעילה ביותר.

החידוש האחרון הזה מנצל גם תחום אחר שעבר פיתוח רב של מאוחר. CubeSats, כמו לוויינים קטנים אחרים, ממלאים תפקיד חשוב יותר ויותר בשנים האחרונות. שלא כמו הלוויינים הגדולים והמפוארים יותר של פעם, לוויינים זעירים הם פלטפורמה בעלות נמוכה לביצוע משימות חלל ומחקר מדעי.

מעבר לסוכנויות חלל פדרליות כמו נאס"א, הן מציעות גם למוסדות פרטיים לעסקים ומחקר את האפשרות לנהל תקשורת, מחקר והתבוננות מהחלל. נוסף על כך, הם גם דרך בעלות נמוכה לעסוק בסטודנטים בכל השלבים של בניית לווינים, פריסה ומחקר מבוסס שטח.

אמנם, משימות המסתמכות על לוויינים זעירים אינן עשויות לייצר כמות זהה של עניין או מחקר מדעי כמו פעולות רחבות היקף כמו משימת ג'ונו או חלל החלל אופקים חדשים. אך הם יכולים לספק מידע חיוני כחלק ממשימות גדולות יותר, או לעבוד בקבוצות כדי לאסוף כמויות גדולות יותר של נתונים.

בעזרת מימון מתוכנית המחקר והפיתוח הפנימית של גודארד, הצוות יצר ספסל אופטי במעבדה העשוי מרכיבי מדף רגילים לבדיקת העיצוב הכולל של הטלסקופ. ספסל זה מורכב מסדרת ספקטרומטרים זעירים המותאמים לאורכי הגל האולטרה סגולים, הנראים, וכמעט אינפרא אדום, המחוברים לקורה הממוקדת של מראות הננו-צינור באמצעות כבל אופטי.

באמצעות ספסל זה הצוות בודק את המראות האופטיות, רואה כיצד הם עומדים באורכי גל שונים של אור. פיטר צ'ן - נשיא חברת טלסקופים קלת משקל, שבסיסה במרילנד - הוא אחד הקבלנים העובדים עם צוות גודארד ליצירת הטלסקופ CubeSat. כפי שצוטט באומרו בהודעה לעיתונות האחרונה של נאס"א:

"איש לא הצליח ליצור מראה באמצעות שרף פחמן-צינור. זוהי טכנולוגיה ייחודית הקיימת כיום רק בגודארד. הטכנולוגיה חדשה מכדי לטוס בחלל, וראשית עליה לעבור את הרמות השונות של הקידמה הטכנולוגית. אבל זה מה שמנסים עמיתיי לגודארד (קוסטיוק, טילאק הוואגאמה וג'ון קולסינסקי) להשיג באמצעות תוכנית CubeSat.

שלא כמו מראות אחרות, זו שנוצרה על ידי הצוות של ד"ר קוסטיוק הייתה מפוברקת מחוליות פחמן משובצות שרף אפוקסי. באופן טבעי, צינורות פחמן מציעים מגוון רחב של יתרונות, שהאחד מהם אינם חוזק מבני, תכונות חשמליות ייחודיות והולכה יעילה של חום. אולם צוות גודארד בחר גם בחומר זה לעדשותיו מכיוון שהוא מציע אפשרות קלה, יציבה מאוד וניתנת לשחזור בקלות ליצירת מראות טלסקופ.

יתרה מזאת, מראות העשויות צינורות פחמן אינן דורשות ליטוש, זהו תהליך שדורש זמן ויקר בכל הנוגע לטלסקופים מבוססי חלל. הצוות מקווה כי שיטה חדשה זו תתגלה כיעילה ביצירת מחלקה חדשה של טלסקופי חלל CubeSat בעלות נמוכה, כמו גם עזרה בהפחתת עלויות בכל הנוגע לטלסקופים גדולים יותר מבוססי קרקע ושטח.

מראות כאלה יועילו במיוחד בטלסקופים המשתמשים בקטעי מראה מרובים (כמו מצפה הכוכבים של קק במונה קאה וטלסקופ החלל ג'יימס ווב). מראות כאלה יהוו חותך עלויות אמיתי מכיוון שניתן לייצר אותן בקלות ויחסלו את הצורך בהברקה וטחינה יקרים.

יישומים פוטנציאליים אחרים כוללים תקשורת בחלל עמוק, אלקטרוניקה משופרת וחומרים מבניים לחלליות. נכון לעכשיו, ייצור צינורות פחמן מוגבל למדי. אך ככל שהוא מתפשט יותר, אנו יכולים לצפות שחומר נס זה יעשה את דרכו בכל תחומי חקר המחקר והמחקר.

Pin
Send
Share
Send