Fluidic Telescope (FLUTE) är nästa generations rymdobservatorium

 

Framtiden för rymdbaserad UV/optisk/IR-astronomi kräver allt större teleskop.  Prioriterade astrofysiska mål är jordliknande exoplaneter, första generationens stjärnor och tidiga galaxer, gemensamt för dessa mål är att de är extremt ljussvaga vilket är en utmaning för nuvarande teleskop. Något som är en utmaning i byggandet av nästa generations teleskop. Men då behövs större teleskop enligt nuvarande tekniskt kunnande i ett uttalande från NASA.

FLUTE-projektet 'r ett projekt som syftar till att övervinna begränsningarna i nuvarande observatorieteknik genom att bana väg för nya rymdobservatorier med större öppningar, osegmenterade flytande primärspeglar lämpliga för en mängd olika astronomiska tillämpningar. Speglar som dock måste konstrueras i rymden via ett nytt tillvägagångssätt baserat på fluidic formning i mikrogravitation vilket redan framgångsrikt har demonstrerats i en laboratorieneutral flytkraftsmiljö, i paraboliska mikrogravitationsflygningar och ombord på den internationella rymdstationen (ISS). Fluidic formning är användning av en vätska till att utföra analoga eller digitala operationer som liknar de som utförs med elektronik.

För att göra konceptet genomförbart att förverkliga under de kommande 15-20 åren med nuvarande teknik på kort sikt och realistisk kostnad, begränsas primärspegelns diameter till 50 meter.

I fas I-studien har det (enligt NASA): (1) utforskats val av spegelvätskor och då valts att fokusera på joniska vätskor (salter som är flytande i rumstemperatur), (2) genomfört en omfattande studie av joniska vätskor med lämpliga egenskaper, (3) arbetat med tekniker för att förbättra jonisk vätskereflektivitet (4) analyserat flera alternativa arkitekturer för huvudspegelramen, (5) genomfört modeller av effekterna av svängmanövrar och temperaturvariationer på spegelytan, (6) utvecklat ett detaljerat uppdragskoncept för ett 50-meters fluidic mirror observatory och (7) skapat en uppsättning initiala koncept för en skalenlig demonstration av små rymdfarkoster i låg omloppsbana runt jorden. (uppbyggnaden planeras troligen med en svärm kubsatelliter eller liknande satelliters hjälp).

I fas II kommer man att fortsätta att utveckla de viktigaste delarna av uppdragskonceptet. Till att börja med kommer NASA att fortsätta sin analys av lämpliga spegelramsarkitekturer och modeller av dess dynamiska egenskaper. För det andra kommer NASA att ta nästa steg i maskininlärningsbaserad modellering och experimentellt arbete för att utveckla reflektivitetsförbättrande tekniker för joniska vätskor.

För det tredje kommer NASA att ytterligare fortsätta arbetet med att modellera vätskespegeldynamik. I synnerhet kommer de att fokusera på att modellera effekterna från olika slag av externa störningar (rymdfarkosters kontrollaccelerationer, tidvattenkrafter och mikrometeoritnedslag), samt analysera och undersöka skilda slag av effekten av den termiska Marangoni-effekten (massöverföringen längs ett gränssnitt mellan två faser på grund av en gradient av ytspänningen) på nanopartikelinfunderade joniska vätskor. 

För det fjärde kommer man att skapa en modell av den optiska kedjan från vätskespegelns yta till de vetenskapliga mottagningsinstrumenten.

För det femte kommer man att vidareutveckla uppdragskonceptet för ett storskaligt observatorium med 50 m spegelöppning med fokus på de mest riskfyllda elementen vid tillverkningen. Slutligen kommer de att utveckla konceptet för ett demonstrationsuppdrag för små rymdfarkoster i låg omloppsbana runt jorden, och införliva den kunskap som erhållits i andra delar av detta arbete vid konstruktionen.

Bild https://www.nasa.gov  Konstnär Edward Balaban NASA ARC (Ames Research Center) avbildning av Fluidic Telescope (FLUT) https://www.nasa.gov/ames/