El futuro de la astronomía espacial UV/óptica/IR requiere telescopios cada vez más grandes. Los objetivos astrofísicos de mayor prioridad, incluidos exoplanetas similares a la Tierra, estrellas de primera generación y galaxias tempranas, son todos extremadamente débiles, lo que presenta un desafío continuo para las misiones actuales y es el espacio de oportunidad para los telescopios de próxima generación: los telescopios más grandes son la principal forma de Haz frente a esta cuestión.
Dado que los costos de la misión dependen en gran medida del diámetro de la apertura, ampliar las tecnologías actuales de los telescopios espaciales a tamaños de apertura superiores a 10 m no parece económicamente viable. Sin un gran avance en tecnologías escalables para grandes telescopios, los avances futuros en astrofísica pueden ralentizarse o incluso detenerse por completo. Por tanto, se necesitan soluciones rentables para ampliar los telescopios espaciales a tamaños mayores.
El proyecto FLUTE tiene como objetivo superar las limitaciones de los enfoques actuales allanando el camino hacia observatorios espaciales con espejos primarios líquidos no segmentados y de gran apertura, adecuados para una variedad de aplicaciones astronómicas. Dichos espejos se crearían en el espacio mediante un enfoque novedoso basado en la conformación fluídica en microgravedad, que ya se ha demostrado con éxito en un entorno de flotabilidad neutra de laboratorio, en vuelos de microgravedad parabólica y a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS).
Esta técnica, teóricamente invariante a escala, ha producido componentes ópticos con una excelente calidad de superficie subnanométrica (RMS). Para que el concepto sea factible de implementar en los próximos 15 a 20 años con tecnologías a corto plazo y un costo realista, limitamos el diámetro del espejo primario a 50 metros.
En el estudio de Fase I, nosotros:
- Se exploraron opciones de líquidos espejo y se decidió centrarse en líquidos iónicos.
- Realizó un extenso estudio de líquidos iónicos con propiedades adecuadas.
- Trabajó en técnicas para mejorar la reflectividad de líquidos iónicos.
- Se analizaron varias arquitecturas alternativas para el marco del espejo principal.
- Modelado realizado de los efectos de las maniobras de giro y las variaciones de temperatura en la superficie del espejo.
- Desarrolló un concepto de misión detallado para un observatorio de espejos fluídicos de 50 m.
- Creó un conjunto de conceptos iniciales para una demostración de una nave espacial pequeña a subescala en órbita terrestre baja.
En la Fase II, continuaremos madurando los elementos clave de nuestro concepto de misión. Primero, continuaremos nuestro análisis de arquitecturas de marcos de espejos adecuadas y el modelado de sus propiedades dinámicas.
En segundo lugar, daremos los siguientes pasos en nuestro trabajo experimental y de modelado basado en el aprendizaje automático para desarrollar técnicas de mejora de la reflectividad para líquidos iónicos.
En tercer lugar, avanzaremos aún más en el trabajo de modelado de la dinámica de los espejos líquidos. En particular, nos centraremos en modelar los efectos de otros tipos de perturbaciones externas (aceleraciones de control de naves espaciales, fuerzas de marea e impactos de micrometeoritos), así como en analizar y modelar el impacto del efecto térmico Marangoni en líquidos iónicos con nanopartículas.
Cuarto, crearemos un modelo de la cadena óptica desde la superficie del espejo líquido hasta los instrumentos científicos. En quinto lugar, seguiremos desarrollando el concepto de misión para un observatorio de mayor escala, con una apertura de 50 m, centrándonos en sus elementos de mayor riesgo.
Finalmente, maduraremos el concepto de una misión de demostración de tecnología de naves espaciales pequeñas en órbita terrestre baja, incorporando el conocimiento adquirido en otras partes de este trabajo.
Con información de Phys.org
