Изображение художника Жидкостного телескопа (ФЛЕЙТА). Кредит: Эдвард Балабан
Будущее космической УФ/оптической/ИК астрономии требует еще более крупных телескопов. Объекты астрофизики с наивысшим приоритетом, в том числе экзопланеты земного типа, звезды первого поколения и ранние галактики, чрезвычайно слабы, что представляет собой постоянную проблему для текущих миссий и открывает возможности для телескопов следующего поколения: более крупные телескопы являются основным способом исследования. заняться этим вопросом.
Поскольку стоимость миссии сильно зависит от диаметра апертуры, масштабирование существующих технологий космических телескопов до размеров аперты более 10 м не представляется экономически целесообразным. Без прорыва в масштабируемых технологиях для больших телескопов будущие достижения астрофизики могут замедлиться или даже полностью остановиться. Таким образом, существует потребность в экономически эффективных решениях для масштабирования космических телескопов до более крупных размеров.
Проект FLUTE направлен на преодоление ограничений существующих подходов, проложив путь к космическим обсерваториям с большой апертурой, несегментированными жидкими главными зеркалами, подходящими для различных астрономических приложений. Такие зеркала будут созданы в космосе с помощью нового подхода, основанного на формировании жидкости в условиях микрогравитации, который уже был успешно продемонстрирован в лабораторной среде с нейтральной плавучестью, в параболических полетах в условиях микрогравитации и на борту Международной космической станции (МКС).
Теоретически масштабно-инвариантный, этот метод позволяет производить оптические компоненты с превосходным субнанометровым (RMS) качеством поверхности. Чтобы сделать эту концепцию осуществимой для реализации в ближайшие 15–20 лет с использованием краткосрочных технологий и реалистичной стоимости, мы ограничиваем диаметр главного зеркала 50 метрами.
На первом этапе исследования мы:
На этапе II мы продолжим разработку ключевых элементов концепции нашей миссии. Во-первых, мы продолжим анализ подходящих архитектур зеркальных рам и моделирование их динамических свойств.
Во-вторых, мы предпримем следующие шаги в нашем моделировании и экспериментальной работе на основе машинного обучения для разработки методов повышения отражательной способности ионных жидкостей.
В-третьих, мы будем и дальше продвигать работу по моделированию динамики жидких зеркал. В частности, мы сосредоточимся на моделировании эффектов других типов внешних возмущений (ускорения управления космическим кораблем, приливные силы и удары микрометеоритов), а также на анализе и моделировании воздействия теплового эффекта Марангони на ионные жидкости, наполненные наночастицами.
В-четвертых, мы создадим модель оптической цепочки от поверхности жидкого зеркала до научных инструментов. В-пятых, мы продолжим разработку концепции миссии более масштабной обсерватории с апертурой 50 м, уделяя особое внимание ее элементам с наибольшим риском.
Наконец, мы доработаем концепцию демонстрационной миссии малых космических аппаратов на низкой околоземной орбите, включив в нее знания, полученные в других частях этой работы.
