В США разработают жидкие зеркала для земных и космических телескопов нового поколения

Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) запустило программу по созданию жидких зеркал для революционных разработок в области телескопов. Жидкие зеркала необходимы как для наземных, так и для космических обсерваторий. Они будут устойчивыми к повреждениям и недорогими в производстве и эксплуатации, что поднимет астрономические наблюдения на новый уровень.

Источник изображения: DARPA

Сегодня существует ряд технологий, которые позволяют создавать жидкие зеркала. Однако эти технологии имеют ограничения. Например, жидкое зеркало можно создать только в условиях гравитации. Также жидкие зеркала могут быть направлены исключительно в зенит. Любое отклонение оси вращения от строго вертикального разрушает зеркальную поверхность.

В земных условиях эксплуатация телескопов с жидкими зеркалами, способными поворачиваться в любом направлении, позволит в разы снизить эксплуатационные расходы на телескопы и защитные купола. Также жидкие зеркала облегчат создание очень больших телескопов, для которых главным будет снижение веса и упрощение оптической системы.

В космических телескопах вес и сложность оптической системы будут играть ещё большую роль. Для DARPA (в лице армии США) важно создать мощные космические системы оптического наблюдения за земными объектами с геостационарной орбиты, а для слежения с высоты 36 тыс. км нужны телескопы с большими зеркалами и достаточно дешёвые, чтобы можно было создать из них целую сеть.

Наконец, космический мусор и опасность поражения космических аппаратов военного назначения повышают вероятность вывода зеркал из строя, ремонт которых на орбите крайне затруднён. Жидкие зеркала демонстрируют способность к самовосстановлению, что является одной из сильных сторон этой технологии.

«В рамках программы DARPA "Зенит" (Zenith) будет изучаться технология жидких зеркал как альтернатива стеклянной или бериллиевой оптике. Телескопы с жидкостными зеркалами (LMT) работают на основе физического принципа, согласно которому поверхность жидкости может образовывать параболоид (трехмерную форму), идеально подходящий для фокусировки света. Преимущества жидкостных зеркал перед стеклянными включают в себя простоту и низкую стоимость изготовления, теоретически максимальное разрешение (ограниченное дифракцией), устойчивость к повреждениям и потенциальную способность к самовосстановлению, отказ от регулярного дорогостоящего повторного покрытия зеркал и защитных куполов, а также возможность масштабирования до гораздо больших размеров оптики», — сообщается в пресс-релизе DARPA.

Программа Zenith рассчитана на четыре года и состоит из трёх этапов: этап предварительного проектирования, этап лабораторной демонстрации и этап демонстрации в космосе. Первые две фазы будут сосредоточены на создании монолитных конструкций (апертур) под жидкие зеркала. На третьем этапе предусмотрено создание сегментированных жидких зеркал, а также будет сделана попытка создать полноценный демонстратор телескопа с жидким зеркалом.

Конкурсы на участие в программе Zenith пока не проводились, поэтому участников проекта пока не выбрали.