Laser może tworzyć ultralekkie lustra
Za pomocą lasera można by tworzyć w przestrzeni kosmicznej lustra na tyle wielkie, aby dało się obserwować kontynenty i ewentualne lasy na planetach obiegających odległe gwiazdy - informuje “New Scientist”.
Obecne teleskopy kosmiczne mają ograniczone możliwości, ponieważ wysyłanie wielkich i ciężkich zwierciadeł wklęsłych na orbitę jest bardzo trudne i kosztowne. Na przykład lustro teleskopu kosmicznego Kepler, za pomocą którego prowadzone są poszukiwania planet ma średnicę tylko 1,4 metra, co nie pozwala na bezpośrednie dostrzeżenie planety. Za pomocą Keplera można tylko obserwować niewielkie zmiany jasności macierzystej gwiazdy, gdy częściowo zasłania ją planeta.
Za kilka lat planowane jest wyniesienie na orbitę teleskopu NASA James Webb Space Telescope. Jego lustro – największe z dotychczasowych luster kosmicznych – ma mieć średnicę 6,5 metra i składać się z 18 segmentów. Dzięki temu da się je złożyć tak, by zmieściło się w pojeździe kosmicznym - a potem rozłożyć na orbicie.
Jean-Marc Fournier ze Swiss Federal Institute of Technology w Lozannie i jego koledzy postanowili urzeczywistnić stary pomysł budowania luster z małych cząsteczek poruszanych promieniem lasera. Wcześniejsze prace z tej dziedziny dotyczyły na przykład "optycznej pensety” pozwalającej na manipulowanie maleńkimi obiektami pod mikroskopem.
W roku 1979 astronom Antoine Labeyrie (obecnie w paryskim College de France) zasugerował, że za pomocą lasera można także z wielu cząsteczek utworzyć płaską, lustrzaną powierzchnię. Teoretycznie kierując promienie dwóch laserów w jeden punkt można spowodować interferencje wytwarzanych sił, tworząc stabilny region, w którym cząsteczki ustawiają się w dwuwymiarową powierzchnię.
Korzystając z funduszy należącego do NASA Institute for Advanced Concepts, zespół Fourniera podjął prace nad tym zagadnieniem. Naukowcy za pomocą pojedynczego lasera przycisnęli polistyrenowe kuleczki do tafli szkła. Dzięki temu powstała płaska powierzchnia, odbijająca światło jak lustro. Udało się uzyskać odbicie (co prawda dość ciemne) przezroczystej linijki, z wyraźnie widoczną cyfrą "8".
Fournier uważa, że po udoskonaleniu technologii można w podobny sposób tworzyć lustra o średnicy nawet 35 metrów przy wadze zaledwie 100 gramów. Takie lustro byłoby nie tylko wyjątkowo lekkie, ale i stosunkowo tanie, a nawet miałoby zdolność do samo naprawy, ponieważ cząsteczki wybite z niego przez mikrometeory zostałyby po prostu zastąpione przez sąsiednie cząsteczki.
Naukowiec przyznaje jednak, że praktyczne wykorzystanie technologii będzie wymagać rozwiązania wielu problemów. Na razie kuleczki zawieszone są w wodzie, która ułatwia ich chłodzenie i utrudnia przemieszczanie. Kosmiczna próżnia to trudniejsze środowisko. Trzeba także zastąpić wspierającą taflę szkła promieniem drugiego lasera i zapewnić odpowiednie źródło zasilania.
Labeyrie -pomysłodawca kosmicznych luster - spodziewa się powtórzenia eksperymentu w próżni i w warunkach mikrograwitacji – na przykład na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).
Jeśli metoda się sprawdzi, przewiduje tworzenie grup luster utrzymywanych w miejscu za pomocą lasera, działających razem jak jedno o średnicy nawet 10 km czy 100 kilometrów. Dzięki nim można obserwować powierzchnie odległej planety z rozdzielczością wystraczającą do rozpoznawania kontynentów czy porośniętych roślinnością obszarów w rodzaju ziemskiej Amazonii.(PAP)
pmw/ krf/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
