O futuro da observação astronômica precisa de telescópios ainda maiores. Depois de conquistar o espelho de 6,5 metros do Telescope James Webb (JWST), a NASA pretende ir além e está planejando um equipamento gigante: o Telescópio fluídico (flauta)50 metros de comprimento.
No espaço, uma fina camada de líquido formará naturalmente em uma superfície esférica perfeita devido a tensão superficial – A força que faz com que os líquidos assumam o máximo de área possível. Este é o fenômeno que a flauta base, uma proposta de telescópio com um espelho líquido capaz de atingir quase oito vezes o tamanho do JWST, o que seria impraticável com materiais sólidos.
O projeto é uma parceria entre a agência e o Instituto Israel de Tecnologia (Technion) e está atualmente na fase de pesquisa. Suas aplicações variam desde a observação de galáxias distantes até a descoberta de exoplanetas semelhantes à Terra.
“A flauta visa superar as limitações das abordagens atuais, abrindo caminho para observatórios espaciais com espelhos líquidos ilimitados grandes, adequados para uma variedade de aplicações astronômicas”, explica a NASA em um comunicação sobre o projeto.
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A deformação espelhada não seria um grande problema
Os pesquisadores se depararam com um desafio: O que aconteceria com o espelho líquido se o telescópio precisasse passar de um alvo para outro? A nova pesquisa, disponível no repositório arxiv E no processo de revisão de colegas, procurou responder a essa pergunta com experimentos e modelagem matemática.
O grupo construiu um modelo teórico que descreve o que acontece com um espelho líquido quando muda de direção. Com isso, os pesquisadores podem prever como a superfície do equipamento se deformará durante o movimento.
No laboratório, os cientistas usaram líquidos microscópicos e forças eletromagnéticas induzidas sem contato com eletrodos para gerar deformações controladas. Embora com a gravidade da Terra e em pequena escala, o modelo matemático previu com sucesso o comportamento do líquido.
O estudo revelou que flui, com seu espelho de 1 milímetro de espessurase deformaria em alguns micrômetros (0,001 milímetro) nas bordas ao se mover. No entanto, essas deformações levariam anos para chegar ao centro do telescópio e afetariam drasticamente a observação
O grupo estima que, mesmo após 10 anos de operação, envolvendo manobras diárias, 80% da abertura do espelho permaneceria em um formato adequado para sua operação, o que é considerado um limite de tolerância de alta qualidade para os espelhos espaciais.
Os operadores de flauta precisariam trabalhar com uma quantidade limitada de manobras – um número máximo de movimentos até que as deformações comprometam o desempenho do telescópio.
A pesquisa descobriu que uma série de pequenos movimentos em direções diferentes pode ser menos prejudicial do que grandes curvas isoladas. Isso ocorre porque eles criam padrões de deformação mais simétricos e são mais fáceis de corretamente corretos.
Espelhos líquidos podem ser o futuro dos telescópios espaciais
Além de tamanhos maiores, os espelhos líquidos podem permitir telescópios que remodelariam para diferentes tarefas. Com mais tecnologia, esses equipamentos seriam capazes de Auto -repair do pequeno dano resultante do movimento.
O estudo estima que Esses telescópios futuristas podem permanecer em operação por décadassempre reparando quando necessário.
A flauta ainda está na fase de pesquisa e sua construção é um plano futuro. Mas enquanto os cientistas enfrentam outros desafios, como a engenharia de uma estrutura espacial de 50 métricas, a pesquisa contribui para mostrar que a física e a modelagem matemática necessárias para o projeto são garantidas.
Agora, a NASA pretende amadurecer a idéia de construir um pequeno protótipo, que será lançado em uma missão de demonstração de baixa órbita. Ainda não há data esperada, mas a agência busca consolidar o projeto para que a implementação da flauta seja viável nos próximos 15 a 20 anos.