Kosminiai teleskopai turi daug pranašumų prieš antžeminius. Galimybė stebėti dangų visą laiką (o ne tik naktį), visų ilgių bangomis (o ne tik tomis, kurias praleidžia atmosfera), be atmosferos sukeliamo mirgesio ir iškraipymų – visa tai padeda daug plačiau žvelgti į kosmosą.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Yra, žinoma, ir didelių trūkumų, pagrindinis iš kurių – teleskopo pakėlimas iš Žemės ir gabenimas į paskirties vietą. Technologijos riboja teleskopų dydį: štai ir James Webb, didžiausias kosminis teleskopas, turi tik 6,5 metrų skersmens pagrindinį veidrodį, kai tuo tarpu šiuo metu statomi antžeminiai regimųjų spindulių teleskopai pasiekia maždaug 30 metrų. Net ir Webb’o veidrodį reikėjo sulankstyti, kad tilptų į raketą-nešėją, tad pagaminti dar didesniems kosminiams teleskopams reikės naujų inžinerinių sprendimų.
Kartais kalbama apie teleskopų surinkimą kosmose – iš Žemės jie būtų keliami dalimis, o galutinai surenkami orbitoje. Bet yra ir kitų galimybių – pavyzdžiui, pagrindinį veidrodį daryti suvyniojamą. Naujame tyrime nagrinėjama tokia technologija ir sprendžiami kai kurie jos keliami iššūkiai.
Išvyniojamas pagrindinis veidrodis būtų plona membrana, kuri arba atspindėtų, arba kaip tik laužtų ateinančius spindulius ir sufokusuotų juos detektoriaus (arba antrinio veidrodžio) link. Į šiandienines raketas galima būtų nesunkiai sutalpinti suvyniotą net ir 30 metrų skersmens membraną. Kosmose, priešingai negu Žemėje, jai nereikėtų tvirto rėmo, nes nebūtų reikalo įveikti gravitaciją. Visgi visiškai laisvai pleventi membrana irgi negalėtų, nes net ir kosminės dulkės bei kitų planetų gravitacijos poveikis laikui bėgant ją iškreiptų. Maksimalus galimas nuokrypis nuo idealios formos, kuris netrukdytų gaunamo vaizdo kokybei, negali viršyti stebimo bangos ilgio – regimųjų spindulių teleskopui tai būtų keli šimtai nanometrų, daug mažiau, nei žmogaus plauko storis.
Kaip užtikrinti tokio lygio membranos formos kontrolę? Tyrimo autoriai siūlo metodą, primenantį antžeminiams teleskopams naudojamą adaptyviąją optiką. Antžeminiuose teleskopuose ši technologija naudojama siekiant sumažinti atmosferos sukeliamą vaizdo iškraipymą: po minkštu teleskopo pagrindiniu veidrodžiu įrengta daugybė servomotorų, kuriuos valdo sistema, užtikrinanti, kad truputį iškreiptas veidrodžio paviršius kompensuotų atmosferos keliamą lazerio spindulio („dirbtinės žvaigždės“) arba referencinės žvaigždės atvaizdo iškreipimą.
Kosmose analogiška sistema galėtų užtikrinti membranos formos palaikymą, tačiau vietoj servomotorų, kurių sistema svertų gana daug, galima būtų naudoti lazerio spindulius. Plonos membranos formai keisti pakaktų lazerio fotonų slėgio. Tyrėjai šią idėją patikrino kompiuteriniais skaičiavimais ir laboratoriniais eksperimentais ir nustatė, kad taip galima užtikrinti, jog formos nuokrypiai nuo idealumo neviršytų 15 nanometrų – mažiau nei dešimtadalio regimųjų spindulių bangos ilgio. Tad iš principo tokia sistema tiktų netgi ultravioletinių spindulių teleskopui, o regimųjų ar infraraudonųjų – tuo labiau. Aišku, prieš diegiant ją reikėtų patikrinti ir kosmoso sąlygomis, o kada tą pavyks padaryti – nežinia.
