新しい惑星を捜すこと
THE MAGAZINE DEVOTED TO NICKEL AND ITS APPLICATIONS
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1990年以降軌道上にあるHubbleの宇宙望遠鏡の鏡は直径2.4メートルで、1平方メートルにつき250キログラムの重さです。
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ニッケル-チタン形状記憶合金は、天文学者がより大きな望遠鏡を造るのを可能にしました
Nickel Magazine, July 2006 -- 光学宇宙望遠鏡の次の世代は、ニッケル-チタン合金を使って展開される軽量膜でできている巨大な鏡に特徴づけられる。
航空宇宙の会社であるLockheed Martin社は、形状記憶合金の極薄のストリップに結合された複合材料の薄い層でできている「軽量アクティブ鏡」の特許を交付されました。選択された合金は、ニッケルとチタンのざっと等しい混合物であるニチノール（ N01555）です。
「天文学での本当の関心のうちの1つは、軌道に乗って回っている遠い星である惑星を探すことです。」と、鏡の発明者であるカリフォルニア州のPalo AltoにあるSpace Systems Advanced Technology CentreのLockheed MartinのフェローであるStephen Winzerが言う。
「あなたが予想するように、それをするためにはあなたは非常に大きな鏡径の大望遠鏡を必要とします。そして、宇宙へ何か大きな物を送ることは本当の問題です。それでそれらを宇宙に上げて、これらの観察に用いることができるように、非常に軽量の鏡をつくることを目的とした多くの研究開発がこれまでなされてきました。」
ペイロード能力とロケットの押し上げ力は、軌道に入れられるどんな望遠鏡でも寸法と重さを制限します。1990年以降軌道上にあった最初の宇宙望遠鏡であるHubble鏡は、直径2.4メートルで、1平方メートルにつき250キログラムの重さです。
しかし、Winzerは1平方メートルにつき1キログラム未満の重さである直径300メートルまでの巨大な膜鏡をもった宇宙望遠鏡を考えています。比較として、地球ベースでの最大の光学望遠鏡は、直径わずかおよそ30メートルです。
6月に米国特許庁によって公開される彼の特許は、宇宙の低温温度（-150℃以下で）で動作できる鏡の明細を述べています。アルミニウム、金またはクロミウムの反射面は、カプトン、ビニルまたはナイロンの層にはさまれています。鏡の後ろは、一旦それが配置されたら、鏡にその形を与える柔軟なカーボン繊維ロッドのフレームワークです。
鏡は打上げのためにしまい込まれて、軌道上で広げられます、そして、それはニッケル-チタン合金が活動し始める時です。「その目的は、膜にその最初の形を与えることです。」と、Winzerが説明します。「それは、構築物中の膜をぴんと張る役をします。」「熱は膜に付けられるニチノールのストリップに加えられます。各々のストリップは1ミクロンの厚さで、幅は、2、3センチメートルです。膜が正しい位置をとるまで、両方とも形を変えさせます。Winzerはプロセスをボウルの縁の上にプラスチックラップを引っ張り、きつく張ったドラムのような表面をつくるプロセスに例えます。
宇宙を基地にした望遠鏡の鏡は、画質に影響を及ぼす振動、加熱、冷却、太陽風とその他の力に耐えなければなりません。オペレーターはリアルタイムにそのような異常を修正することができるように、鏡の裏張りの仕様は、エレクトロアクティブな要素を含んでおります。
他の星の軌道に乗って回っている惑星を捜す手伝いの他に、大きな膜鏡付きの望遠鏡は、Hubble望遠鏡では余りに遠くて詳細に探ることが出来ない遠い銀河の内側をのぞき込むことができるでしょう。
Winzerのデザインはプロトタイプの段階には届いていませんが、アンテナは形状記憶材料を使って宇宙空間に配置されました。ニッケル-チタンのストリップが真空中で膜に応用されなければならないため、鏡は製造するのが難しいと彼は指摘します。ＮＡＳＡは将来の軽量、低コストの宇宙望遠鏡の技術的な必要条件を評価しています。しかし、もし或いはいつ彼の鏡が役に立つかは、 Winzerはわからないと言う。「この種類の鏡は、かなり現実離れした概念です。」と彼が認めます。
Dean Jobb is a Halifax, N.S.-based freelance writer.
PHOTOS: NASA
 U.S. Patent Office |
