Что такое жидкий телескоп?

Идея жидкого зеркала для телескопа не нова. Первый отражательный телескоп (рефлектор) с параболическим зеркалом был разработан еще Исааком Ньютоном около 1670 года. Он же предложил для создания зеркала использовать свойство жидкости формировать параболические поверхности при вращении.


Первая серьезная попытка постройки телескопа с жидким зеркалом была предпринята почти 100 лет назад. Его построил Роберт Вуд (Robert W. Wood), физик из университета Джонса Хопкинса. Правда, ему не удалось создать достаточно точную систему управления скоростью вращения жидкости, так что качество изображения оказалось неудовлетворительным. Но идея не пропала. Сейчас в университете Британской Колумбии есть телескоп Large Zenith Telescope, жидкое зеркало которого (на снимке вверху) имеет диаметр 6 метров. Оно представляет собой цилиндрический сосуд с ртутью, который может вращаться вокруг собственной оси. Постройка этого телескопа обошлась в сумму около 1 млн дол. Если бы зеркало такого же размера сделали из стекла, то телескоп стоил бы в 100 раз дороже.


Жидкие зеркала обладают рядом неоспоримых преимуществ. Они значительно дешевле, чем обычные. Кроме того, их поверхность совершенна, что особенно важно при изготовлении больших зеркал, а фокусное расстояние можно менять, регулируя скорость вращения.

Еще лучше разместить такой телескоп на Луне, где отсутствует атмосфера. Однако тут сразу появляются трудности. Например, как доставить столько ртути на Луну? Не говоря уж о том, замерзнет ли она там или испариться.


Они взяли распространенную ионную жидкость этилсульфат 1-этил-3метилимидазола и покрыли ее поверхность коллоидными частицами серебра размером несколько десятков нанометров.

Было обнаружено, что в процессе осаждения серебро может диффундировать в объем жидкости, а это препятствует образованию толстого слоя. Потом пленка металла остается стабильной. Поэтому было решено перед серебром нанести на поверхность жидкости слой хрома. В итоге получилось зеркало, хорошо отражающее в инфракрасном диапазоне.


Ионная жидкость значительно легче ртути, не испаряется, замерзает при значительно более низких температурах. Для создания лунного телескопа можно подобрать состав, удовлетворяющий множеству требований. По словам ученых, лунное зеркало на основе ионной жидкости может запросто достигать 100 м в диаметре.
Правда, у такого телескопа есть один существенный недостаток: жидкое зеркало нельзя наклонить, его ось должна совпадать с направлением гравитационного поля.