מראות ממברנה לשימוש בטלסקופי חלל

טלסקופים מכילים מראות ועדשות, מהי פריצת הדרך שהושגה וכיצד היא תשפיע על הדרך בה נראה את העולם

קל לבנות משקפת או טלסקופ, שמים שתי עדשות במרחק מסויים ונקבל הגדלה של החפץ עליו אנו מסתקלים. אבל טלסקופ שבאמת מאפשר לראות כובי לכת וגלקסיות דורש קצת יותר תחקום. ראשית צריך להבין שהטלסקופ אוסף את אור הכוכב עליו אנו מסתקלים, שנית קשה ויקר ליצור עדשות.

לכן, הטלסקופים הנפוצים היום הם טלסקופים מחזירי אור, ידועים גם כטלסקופ ניוטוני על שם ממציאם (אייזק ניוטון 1668). הרעיון הוא במקום עדשות גדולות ויקרות לאיסוף אור הכוכב, מראה אוספת את האור וממקדת אותו אל עדשה קטנה דרכה אנו רואים את התמונה.

נבחן את תמונה 1:

1.    מראת איסוף אור שממקדת את האור במראה 2.

2.    מראה מסיטה שתפקידה לקלוט את האור ממראה 1 ולהעבירו את העדשות

3.    עדשות

בצורה זו אנו נישארים עם עדשות זולות יחסית ואכות התמונה, גודל והיכולת שלנו לראות עצמים בחלל תלויים בגודל המראה שאוספת את האור. ככל שהמראה גדולה יותר כך נראה טוב יותר.

מכאן השיגעון לבנות טלסקופים עם מראות ענק וכאן גם הבעיה, זכוכית? מתכת? איך בונים מראות ענק ואיך מעבירים אותן לחלל?

התשובה לכך היא טלסקופ בלון, וזה ידרוש מראות שהן הרבה יותר גדולות, רגישות וקלות מאלו הפועלות כיום. טכנולוגיה של מראות ממברנות עם משקל\לשטח אפסי עשויות להיות הפתרון, אך קשה לייצר אותן באיכות האופטית הנדרשת.

 קבוצת חוקרים בראשות סבסטיאן רביאן ממכון מקס פלנק לפיזיקה יצרו מראות עלפני נוזל מסתובב במיכל. התופעה הפיזיקלית בה השתמשו היא שנוזל במיכל מסתובב יוצר באופן טבעי צורת פני שטח פרבולית. הם השתמשו במשטח הזה כבסיס שעליו יצרו ממברנה מהחומר פארילן כאשר כל התהליך נעשה בוואקום ואדי החומר שוקעים על הנוזל. טכניקה זו משמשת באופן שגרתי ליישום ציפויים על מוצרי אלקטרוניקה, אך זו הפעם הראשונה בה נעשה שימוש ליצירת מראות קרום פרבוליות. לאחר ציפוי במשטח מחזיר אור כגון אלומיניום או זהב, הממברנה הזו יכולה לשמש כמראה. התוצאה היא מראה קלה, עמידה ובעלת איכות אופטית טובה. את המראות החדשות ניתן לגלגל ולאחסן בצורה קומפקטית בתוך רכב שיגור, ולאחר מכן לפרוש ולעצב מחדש במדויק.
אמנם המראה שיוצרה הייתה בגודל של 30 ס"מ אך החוקרים צופים כי ניתן לייצר מראות בגודל 20 מטר באמצעים הקיימים כיום. מעבר לכך, השימוש בציר נוזלי ליצירת המראה זול משמעותית משיטות ייצור אופטיקה קונבנציונליות.

אז עדיין אל תזרקו את הטלסקופים שלכם אבל אולי נראה בעתיד טלסקופים של 10 מטר בתצפיות כוכבים?