Революционная технология оптических систем для космических телескопов
AstroNews.ru - 09 Декабря 2013 13:41:08
Способность орбитальных телескопов видеть большие области Земли одновременно сделала их незаменимыми для нужд человечества: таких, как составление прогноза погоды или отслеживание глобальных природных бедствий. Даже при том, что конструкция телескопов постоянно изменяется и модифицируется в соответствии с требованиями времени, кое-что осталось неизменным со времен Galileo: использование стекла для линз и зеркал, то есть оптика. Для получения изображений с высоким разрешением обычно нужны зеркала из стекла большого диаметра, - толстые, дорогие и трудоемкие в изготовлении. Так как растет нужда в снимках с орбиты со все более высоким разрешением, мы неизбежно приближаемся к моменту, когда стеклянные зеркала станут слишком дорогими, большими и тяжелыми даже для самых больших ракет, которые могли бы вывести их на орбиту.
Программа DARPA"s Membrane Optical Imager for Real-Time Exploitation (MOIRE) program (мембранная оптическая система отображения для работы в реальном времени) направлена на решение этой проблемы: ученые, работающие в ней, ищут способ создания технологий, которые дали бы будущим орбительным телескопам с высоким разрешением снимать фото и видео Земли с геосинхронной земной орбиты – с расстояния около 35 000 километров над поверхностью Земли. Поэтому сейчас разрабатываются такие технологии, которые могли бы сделать орбитальные телескопы не такими дорогими и более транспортабельными – легче по весу.
В настоящее время программа находится во второй, финальной фазе: недавно был успешно продемонстрирован наземный прототип, в котором было использовано несколько принципиально новых технологий, в том числе новая легкая полимерная мембранная оптика, которая заменила стеклянные зеркала. Возможности мембранной оптики раньше считались слишком скромными для того, чтобы ее можно было использовать на орбите. Теперь же ученые смогли увеличить ее светосильность почти в два раза – с 30 до 55 процентов.
Мембрана считается менее светосильной, чем стекло, однако ее вес так же намного меньше, что позволяет создавать линзы большего размера, устраняя этот недостаток. Кроме того, малый вес мембраны позволил создать оптику, которая весит в семь раз меньше традиционной стеклянной с таким же разрешением, - а это означает уменьшение стоимости запуска за счет использования ракет-носителей более легкого класса. Все это делает мембранную оптику очень подходящей для использования в космических телескопах.