В поиске новых планет
|
ЖУРНАЛ ПОСВЯЩЕН НИКЕЛЮ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЮ |
 |
|
ЗЕРКАЛО космического телескопа «Хаббл» (первого космического телескопа, находящегося на орбите еще с 1990
г.) в диаметре составляет 2,4 м, а его масса - 250 кг/кв. м. |
|
日本語 |
Никелево-титановый сплав с эффектом запоминания формы мог бы помочь астрономам в создании более
крупных телескопов
Дин Джобб (Dean Jobb)
Журнал «Никель», июль 2006 г. -- Оптические космические телескопы следующего поколения, возможно, будут оснащены огромными зеркалами, сделанными из легкой мембраны и развернутыми с помощью никелево-титановых сплавов.
Космическая корпорация «Локхид Мартин Корп.» (Lockheed Martin Corp.) получила патент на «легкое
активное зеркало», сделанное из тонких слоев композитных материалов, которые крепятся к сверхтонким полоскам
сплава, обладающего эффектом запоминания формы. Выбор пал на сплав Нитинол - Nitinol (N01555), смесь приблизительно равных частей никеля и титана.
«Огромный интерес (в астрономии) вызывает поиск планет, вращающихся вокруг отдаленных звезд», - говорит
изобретатель зеркала, стипендиат «Локхид Мартин» Стивен Уинзер (Stephen Winzer), сотрудник Центра передовых
технологий космических систем (Space Systems Advanced Technology Centre), расположенного в
калифорнийском городе Пало Алто.
«Понимаете, для этого необходимы очень большие отверстия диафрагмы, большие телескопы. А отправить что-то такое большое в космос – проблема ... проводилось много исследований и разработок по созданию очень легких зеркал, таких, которые можно было бы поднять в космос и использовать для проведения подобных наблюдений».
Полезная грузоподъемность и подъемная сила ракеты ограничивают размер и массу любого выводимого на орбиту телескопа. Зеркало первого космического телескопа «Хаббл» (Hubble), находящегося на орбите еще с 1990 г., в диаметре составляет 2,4 м, а его масса - 250 кг/кв. м.
Однако Уинзер рисует в воображении космические телескопы с гигантскими мембранными зеркалами, достигающими 300 м в диаметре, с массой менее 1 кг/ кв. м. Для сравнения: диаметр самого большого наземного оптического телескопа составляет всего лишь около тридцати метров.
Патент, выданный ему в июне Патентным бюро США, содержит технические параметры зеркала, которое может работать при сверхнизких температурах космического пространства (ниже -150о С). Отражательная поверхность из алюминия, золота или хрома помещена между слоями Каптона, винила или нейлона. Тыльная сторона зеркала – это каркас из гибких прутьев из углеродного волокна, которые придадут зеркалу форму сразу после его развертывания.
Во время запуска зеркало будет сложено, а после выхода на орбиту раскроется. Здесь и сработает никелево-титановый сплав. «Его цель – придать мембране первоначальную форму, - объясняет Уинзер. – Он необходим для стягивания мембраны в определенную конфигурацию». Прикрепленные к мембране ленты Нитинола (каждая - толщиной в микрон, а шириной в несколько сантиметров) нагреваются. В результате обе ленты начинают менять форму до тех пор, пока мембрана не принимает надлежащее положение. Уинзер сравнивает этот процесс с натягиванием пластиковой обертки на ободок чашки и созданием тугой, как у барабана, поверхности.
Зеркало космического телескопа должно выдерживать вибрацию, нагрев, охлаждение, солнечный ветер и прочие силы, способные повлиять на качество изображения. Для того, чтобы операторы могли исправлять аберрации в режиме реального времени, в технические параметры тыльной стороны зеркала включены электроактивные элементы.
Кроме помощи в поиске планет, вращающихся вокруг других звезд, телескоп с большим мембранным зеркалом смог бы проникать в глубины далеких галактик, слишком удаленных для исследования деталей и недоступных возможностям телескопа «Хаббл».
Конструкция Уинзера еще не доведена до стадии разработки опытного образца, но в космосе уже бывали развернуты антенны, использующие материалы, обладающие памятью формы. Он отмечает, что его зеркало будет сложно изготовить, так как прикрепление никелево-титановых лент к мембране должно происходить в вакууме. НАСА (NASA) занимается оценкой технических требований для легких недорогих космических телескопов будущего, но Уинзер не имеет ни малейшего представления о том, покинет ли чертежную доску его зеркало, и когда это сможет произойти. Он признает: «Концепция такого рода зеркала слишком далека от реальности».
Дин Джобб– наш внештатный автор из Галифакса, Новая Шотландия.
ФОТОГРАФИИ: НАСА
 U.S. Patent Office |
