Wir haben bereits über Projekte zum Bau großer Teleskope gesprochen - und sogar über den Bau einer ähnlichen Anlage auf dem Mond. Nach Ansicht einiger Astronomen sehen solche Ideen heute jedoch immer weniger fantastisch aus - und immer praktischer.
Mondteleskop mit rotierendem Flüssigkeitsspiegel: die Sicht eines Künstlers
Die Idee an sich ist nicht neu und völlig logisch. Füllen Sie das Becken mit Flüssigkeit und es nimmt automatisch die Form an, an der Spiegelhersteller hart arbeiten (und je größer der Durchmesser des Spiegels, desto schwieriger ihre Arbeit). Verwenden Sie eine Art reflektierende Flüssigkeit, und der Spiegel wird sich als hervorragend und sehr kostengünstig herausstellen - laut Experten ist er zehnmal billiger als gewöhnliche Spiegel.
„Es ist sehr einfach“, sagt der kanadische Professor Ermanno Borra, „Sogar Isaac Newton wusste, dass jede Flüssigkeit, wenn sie in einen Behälter gegossen und leicht gedreht wird, auf natürliche Weise eine streng parabolische Form annimmt, genau die, die erforderlich ist von Teleskopspiegeln, um das Licht entfernter Sterne zu bündeln. Dies ist ein Schlüsselelement des zukünftigen riesigen Observatoriums auf dem Mond.“
Bora entwickelt das Liquid Mirror Telescope-Projekt seit über 15 Jahren und erhält seit einiger Zeit die stärkste Unterstützung von Simon Worden, dem Direktor des Ames Research Center der NASA.
Warum entstand plötzlich die Idee, ein solches Instrument auf dem Mond zu bauen? Tatsache ist, dass sein Bau auf der Erde seltsamerweise viel problematischer ist. Damit der Flüssigkeitsspiegel vollständig eben ist, muss der Behälter streng horizontal geh alten, nicht schnell, aber gleichmäßig und mit hoher Genauigkeit gedreht werden, isoliert von Vibrationen und Luftströmungen. Ja, und atmosphärische Verzerrungen auf dem Mond können keine Angst haben. Darüber hinaus lag laut Ermanno Borra für den größten von ihnen im Labor hergestellten Flüssigkeitsspiegel (4 m Durchmesser) eine ausreichende Rotationsgeschwindigkeit bei etwa 4,8 km / h, und auf dem Mond wäre sie sogar noch geringer.
Flüssigkeitsspiegel sind an mehreren bodengestützten Teleskopen installiert (lesen Sie zum Beispiel: "Perfekte Reflexion") und sie verwenden Quecksilber als reflektierende Flüssigkeit. Dieses Metall bleibt bei Raumtemperatur flüssig und reflektiert bis zu 75 % des einfallenden Lichts. Der größte dieser Spiegel ist am Large Zenith Telescope verfügbar, sein Durchmesser beträgt 6 m. Die Entdeckung dieses Instruments fand 2005 statt und er selbst kostete weniger als eine Million Dollar - buchstäblich ein paar Prozent des Betrags, der einfliegen würde die Konstruktion eines Teleskops mit einem gewöhnlichen "harten" Spiegel gleicher Größe. Solche Einsparungen ziehen sowohl Astronomen als auch diejenigen an, die ihre Arbeit finanzieren. Und es zwingt auch das Team von Ermanno Bora, das Projekt zum Bau eines solchen Teleskops auf dem Mond ernsthaft zu studieren.
Quecksilber ist für ein solches Werkzeug nicht mehr geeignet. Diese Substanz ist zu dicht und schwer, zu teuer, um sie zu einem Satelliten zu transportieren. Außerdem verdampft Quecksilber bei geringer Schwerkraft und unter Hochvakuumbedingungen schnell. Dies ist jedoch kein Problem: Vor einigen Jahren zeigte die Gruppe von Ermanno Borra, dass einige andere Flüssigkeiten für denselben Zweck erfolgreich eingesetzt werden können – insbesondere Imidazolethylsulfat. Seine Verdunstung geht gegen Null, es bleibt auch bei extrem niedrigen Temperaturen flüssig und seine Dichte ist nur geringfügig höher als die von Wasser. Leider haben solche Flüssigkeiten selbst kein ausreichendes Reflexionsvermögen, daher beabsichtigen Wissenschaftler, sie mit einer dünnen Silberschicht zu überziehen (wie es bei allen "normalen" Teleskopspiegeln der Fall ist). Interessant ist, dass sich eine so dünne (nicht mehr als 50-100 nm) Silberschicht schnell von selbst verfestigt und die darunter liegende Flüssigkeitsschicht zusätzlich schützt.
Der Hauptnachteil von Flüssigkeitsspiegeln besteht darin, dass sie nicht auf den gewünschten Punkt gerichtet werden können: Die Flüssigkeit wird wieder an derselben Stelle ablaufen oder sogar einfach auslaufen. Bisher kommen sie nur zum Einsatz, wenn der Zenit oder seine unmittelbare Umgebung angesteuert wird. Wissenschaftler arbeiten jedoch an verschiedenen Optionen, um das System zu verbessern - zum Beispiel durch die Verwendung zusätzlicher Spiegel oder sogar durch das Einbringen einer (leichten) Neigung in den Flüssigkeitsspiegel selbst unter Verwendung elektromagnetischer Kräfte.
Laut Ermanno Borra ist das aber auch kein Problem.„Das Teleskop, sofern es sich nicht genau auf dem Pol der Erde oder des Mondes befindet“, sagt er, „wird, der Drehung des Planeten oder Mondes folgend, nach und nach den Kreis am Firmament „abtasten“. Und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Rotationsachse des Mondes mit einem Zeitraum von etwa 18,6 Jahren abweicht, wird er in dieser Zeit einen ziemlich bedeutenden Bereich des Himmels untersuchen können. Und im Allgemeinen vereinfacht das Fehlen der Notwendigkeit einer präzisen Ausrichtung des Teleskops seine Konstruktion erheblich. Es erfordert keine Kontroll-, Ausgleichs- und Leitsysteme. Tatsächlich braucht es nur einen Behälter – wie einen umgedrehten Regenschirm – mit der reflektierenden Flüssigkeit selbst und einen Motor, der das System langsam dreht.
Nun, wenn wir ein ähnliches Ding nehmen und auf dem Mond installieren, irgendwo am Grund eines tiefen Kraters, der im ewigen Schatten liegt, werden wir einen "doppelten Nutzen" bekommen. Hervorragende Beobachtungsbedingungen werden zum einen durch den Schatten selbst und zum anderen durch sehr niedrige Temperaturen geschaffen. Um das gesamte System mit Strom zu versorgen, können Sie Sonnenkollektoren verwenden, die auf einer beleuchteten Oberfläche platziert sind.
Nach Wordens Berechnungen wiegt alles, was für den Bau eines Teleskops auf dem Mond mit einem 20-Meter-Spiegel benötigt wird, nicht mehr als ein paar Tonnen und kann auf einer schweren Trägerrakete transportiert werden (zum Beispiel die vielversprechende Ares 5). Nun, in Zukunft besteht die Möglichkeit, ein noch beeindruckenderes Teleskop zu bauen, dessen Spiegel vielleicht schon 100 Meter lang ist. „Ein solches Teleskop wird in der Lage sein, so weit in die Tiefen des Universums zu blicken“, sagt Borra, „wie es nur wenige andere Teleskope können, zu einer Zeit, als das Universum nicht älter als 500 Millionen Jahre war und die erste Generation von Sternen und Galaxien bildeten sich. Und wer weiß, was wir dort sehen werden?.“
Und Simon Worden fügt hinzu: „Die Idee, ein riesiges Teleskop auf den Mond zu bringen, war bisher Science-Fiction. Aber ich bin sicher, es wird bald wissenschaftliche Tatsache."
