събота, май 03, 2008

Специален телескоп може да работи и без огледало и лещи

Екип астрономи предложи проект за космически телескоп, който да фокусира светлина чрез тънък лист надупчен в определена шарка вместо чрез стандартно голямо огледало или лещи. Такъв телескоп би имал супер детайлна картина и би могъл да снима екзопланети с размер като Земята.

В традиционните телескопи светлината се улавя чрез огледало и лещи ако се налага корекция на образа, но тъй като светлината представлява вълна, за нея важи физичното свойство дифракция (благодарение на него чуваме звуци зад ръба на стена). Именно заради дифракция, светлината може да се фокусира чрез непрозрачен тънък пласт с дупки разположени в определена шарка. Тези листове се наричат Листове на Френелова Зона, кръстени на френския физик Августин-Жан Френел, изучавал дифракцията на светлина в XIX век. Листове на Френелова Зона се използват отдавна за фокусиране на лазери, но никога не са намирали приложение в астрономията.

Сега екип, ръководен от Laurent Koechlin от обсерваторията Midi Pyrénées в Тулуза, Франция, смята, че Френелово устройство за астрономически наблюдения може да се изработи от метално фолио, надупчено с френелова шарка и закачено за твърда рамка на летателен апарат.

Главното предимство на такъв проект би било, че фолиото е леко и може ефтино да се произведе в големи размери и също значително по-ефтино да се издигне в орбита. Стандартните телескопи с огледала са ограничени от тежеста на стъклото и малкото пространство на апаратите за издигане в орбита.

Друго предимство е, че такъв френелов лист може да фокусира и други вълни от спектъра, като ултравиолетови инфрачервени. Френелово фолио може да прави точно толквоа детайлни снимки, колкото и огледало със същия размер, нищо че фолиото би събирало едва 10% от идващата светлина.

Според екипа на Laurent с 30-метров Френелов лист ще могат да се правят снимки на екзопланети на разстояние до 30 светлинни години и това се дължи главно на много добрия контраст. С традиционни телескопи екзопланетите се губят в блясъка на звездите си. Освен да снима самите планети, листът би могъл да анализира спектъра на светлината им за следи на нужните условия за живот, като кислородна атмосфера например.

От това произлиза и главния недостатък на идеята - 30 метров лист ще има фокусна точка доста далеч, камерата с леща и други инструменти трябва да бъдат на втори космически кораб няколко километра зад фолиото. Това разстояние ще направи изключително трудно прецизното нагласяне на камерата, а нейното положение трябва да е точно до милиметър за правилен фокус.

Друг недостатък е, че за всяка смяна на наблюдаемия обект, втория апарат ще трябва да се мести значително разстояние. Според Laurent може да има гориво за наблюдение на 10 000 обекта в рамките на срока на мисията.

Големият размер на френеловия лист предполага, че ще трябва да е сгънат в апарата за изстрелване, а разгъването в орибта може да се окаже сериозно предизвикателство.

Проблемите на концепцията продължават - дори най-малкия отблясък на слънчева светлина от металното фолио може да доведе до сериозни проблеми с изображението на наблюдавания обект. Следователно ще трябва да се използват някакви огромни сенници.

Както се вижда, френеловия телескоп за сега има повече недостатъци, отколкото предимства и не е чудно, че проектът не бе избран сред 10-те финалисти на "Космическа Визия 2015-2025" за финансиране от Европейската космическа Организация (ESA).

Все пак екипът не се е отказал от идеята, направили са работещ прототип с диаметър 8см. и са снимали обекти от лабораторията с него. Сега смятат до следващата година да направят френелов телескоп с широчина 20 сантиметра и да го използват за истински астрономически наблюдения, за да докажат, че концепцията работи.
Източник: New Scientist

Няма коментари: