Telescópios espaciais do futuro podem contar com 'membranas de espelho'

O material leve e flexível poderia um dia produzir espelhos de telescópio ainda maiores que os do JWST.

Por Andrew Paul | Publicado em 11 de abril de 2023 14:00 EDT

Foram necessários anos de trabalho de design e engenharia para levar com sucesso o maior espelho de telescópio de todos os tempos. Agora, a marca registrada do Telescópio Espacial James Webb, matriz revestida de ouro de 6,5 metros de diâmetro, orbita o sol 1,5 milhão de quilômetros acima da Terra, fornecendo rotineiramente vistas deslumbrantes e anteriormente inacessíveis do universo. Por mais incríveis que sejam seus resultados, no entanto, uma nova e promissora descoberta de "membrana de espelho" já está em andamento e poderá um dia mostrar aos cientistas o espaço de uma nova maneira.

De acordo com um anúncio recente do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre da Alemanha, o pesquisador Sebastian Rabien projetou um material reflexivo mais leve, mais fino e mais econômico que é hipoteticamente capaz de produzir espelhos de telescópio de 15 a 20 metros de largura. Detalhado em um artigo publicado na revista Applied Optics, Rabien primeiro evaporou um líquido atualmente não especificado dentro de uma câmara de vácuo, que lentamente se deposita nas superfícies internas antes de se combinar para formar um polímero que eventualmente forma a base do espelho.

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Os espelhos do telescópio requerem uma forma de parábola para concentrar a luz em um único ponto. Para conseguir isso, Rabien e sua equipe posicionaram um recipiente rotativo contendo líquido adicional dentro da câmara de vácuo. Esse líquido recém-introduzido forma uma "forma parabólica perfeita", na qual o polímero cresce para formar a base do espelho. Como observa o Space.com, "uma camada de metal reflexiva é aplicada no topo por evaporação e o líquido é lavado".

"Utilizando este fenômeno físico básico, depositamos um polímero nesta superfície óptica perfeita, que formou uma fina membrana parabólica que pode ser usada como espelho primário de um telescópio, uma vez revestida com uma superfície refletora como o alumínio", explicou Rabien no anúncio. .

Nesta fase, embora o material no estudo pudesse ser facilmente dobrado ou enrolado para empacotar e entregar ao espaço, essa forma parabólica ideal seria "quase impossível" de reformar. Para resolver esse problema, os pesquisadores desenvolveram um novo método térmico utilizando mudanças de temperatura localizadas derivadas da luz para obter um controle de forma adaptável que poderia trazer a membrana de volta à sua forma óptica necessária.

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Além de suas aplicações telescópicas, as novas membranas de espelho podem ser usadas para sistemas ópticos adaptativos. Esses sistemas contam com espelhos deformáveis ​​para compensar a distorção da luz recebida. Dada a extrema maleabilidade do novo material, os espelhos podem ser moldados por meio de atuadores eletrostáticos de uma forma mais barata do que os métodos existentes.

Olhando para o futuro, a equipe de Rabien espera realizar mais experimentos para melhorar a maleabilidade da membrana, bem como melhorar a quantidade de distorção inicial que ela pode suportar. Também há planos para produtos finais ainda maiores – uma meta que pode ser essencial para levar o novo avanço ao espaço.

Andrew Paul é redator da equipe da Popular Science cobrindo notícias de tecnologia. Anteriormente, ele foi um colaborador regular do The AV Club and Input, e teve trabalhos recentes também apresentados pela Rolling Stone, Fangoria, GQ, Slate, NBC, bem como pela McSweeney's Internet Tendency. Ele mora fora de Indianápolis.