el Telescopio espacial James Webb JWST es el telescopio más potente y avanzado jamás construido. También son los más caros, debido a la complejidad de su diseño y las rigurosas pruebas que implican. Para asegurarse de que el telescopio pueda caber dentro del ancho de la carga útil, los ingenieros de la NASA diseñaron el JWST para que se pliegue (estilo origami) y se despliegue una vez que llegue al espacio. No es de extrañar por qué los astrónomos y astrofísicos esperan desarrollar materiales flexibles y livianos que puedan mantener una forma perfecta y plegarse para caber de manera compacta dentro de un vehículo de lanzamiento.

Esto tiene el potencial de reducir el tamaño y la masa de los telescopios espaciales y la complejidad de sus diseños, reduciendo así los costos de lanzamiento. Durante la pandemia de COVID, los investigadores de Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) Un nuevo método para producir y dar forma a espejos de película parabólicos de alta calidad. Hasta ahora, el equipo de MPE ha construido prototipos de hasta 30 cm (12 pulgadas) de diámetro que son mucho más delgados y flexibles que los espejos convencionales. A largo plazo, este método puede reducir significativamente el costo de fabricación y despliegue de telescopios espaciales.

Este método aprovecha una nueva tecnología conocida como deposición química de vapor (CVD), que se usa comúnmente para aplicar recubrimientos a los materiales. En los últimos años, CVD también se ha mostrado muy prometedor en lo que respecta a la fabricación de materiales superiores, como cintas de grafeno, baterías nucleares en miniatura y diamantes. El Dr. Sebastien Rabian, junto con colegas de MPE, han adaptado un método CVD en el que las partículas monoméricas se depositan dentro de una cámara de vacío, donde se combinan para formar un polímero.

La clave del proceso es un recipiente lleno de líquido que gira, lo que hace que el líquido forme una parábola que proporciona el “molde” para la formación de la membrana. Cuando el polímero es lo suficientemente grueso, se aplica una capa reflectante metálica en la parte superior y se elimina el líquido. Esta es la primera vez que se utiliza el proceso para crear espejos de película parabólicos con las cualidades ópticas necesarias para la astronomía. Este método es rentable y se puede escalar fácilmente para crear lentes de varios metros (decenas de pies) de diámetro.

Los primeros prototipos que crearon demostraron la viabilidad de este método y sentaron las bases para la producción de espejos rellenables más grandes. Como dijo el Dr. Rabin, que se especializa en astronomía infrarroja, en un informe reciente sobre Astromedicina presione soltar:

Lanzar y desplegar telescopios espaciales es un procedimiento complejo y costoso. Este nuevo enfoque, bastante diferente de los procedimientos típicos de producción y pulido de espejos, podría ayudar a resolver los problemas de peso y empaque de los espejos de los telescopios… sienta las bases para sistemas de espejos empaquetables mucho más grandes que son menos costosos de lo habitual. “

El espejo delgado y liviano creado con esta tecnología se puede doblar o torcer fácilmente para lanzarlo sobre un cohete. Para garantizar que el espejo pueda conservar su forma parabólica después de que se haya desplegado en el espacio, el equipo desarrolló un control de forma adaptativo que utiliza una proyección de luz espacialmente variable. Cuando se aplica a un espejo, esta tecnología provoca cambios de temperatura localizados que hacen que se doble y tome la forma correcta. Además de los telescopios espaciales, esta tecnología también podría tener aplicaciones para los observatorios de próxima generación aquí en la Tierra.

En los próximos años, estarán en funcionamiento varios observatorios de espejos primarios con un diámetro de 30 metros (casi 100 pies). Estos incluyen ESO Un telescopio muy grande (ELT), y Telescopio Magallanes Gigante (GMT) f telescopio de treinta metros (TMT). Estos observatorios dependerán de óptica adaptativa (AOs), donde los espejos ajustan su forma para compensar la interferencia atmosférica. Esta nueva tecnología se puede utilizar para diseñar espejos que sean muy grandes, livianos, flexibles y más baratos de producir.

Los próximos pasos para el equipo de investigación serán desarrollar un sistema de control adaptativo más complejo y construir una cámara de sedimentación de un metro de tamaño (3,3 pies). Esto permitirá la creación de prototipos ampliados y proporcionará un medio para probar qué tan bien se forma la superficie final y cuánta distorsión inicial pueden soportar los espejos. Los prototipos más grandes también permitirán que el equipo estudie la estructura de la superficie de los protoespejos a gran escala y qué tan abiertos pueden ser.

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