Samotná myšlenka využít při konstrukci zrcadel kapalin není nijak nová, s nápadem, že rotací tekutiny v gravitačním poli získáme ideální paroboloid, přišel již v 17. století slavný Isaac Newton. Ostatně pozemských dalekohledů s tekutými zrcadly ( na bázi rtuti) existuje hned několik, za všechny vzpomeňme například třímetrový NODO (NASA Orbital Debris Observatory) v Novém Mexiku či šestimetrový LZT (Large Zenith Telescope) poblíž kanadského Vancouveru.
Použití kovové rtuti pro odraz a soustředění světelných paprsků má své nesporné výhody, kromě jejích vynikajících fyzikálních vlastností hrají v tomto případě roli především faktory ekonomické, výroba takového zrcadla je totiž zhruba stokrát levnější než výroba zrcadla stejného průměru ze skla. Navíc mají tekutá zrcadla mnohem méně nepřesností. Jediný problém, zdaleka ne však neřešitelný, tak představuje jen její jedovatost (nutná vyšší bezpečnost při manipulaci) a vysoká hustota (značná tíha a s ní spojené přepravní potíže).
Tekutá zrcadla přímo na měsíčních pólech?
Ale astronomové chtějí víc, rádi by postavili teleskop přímo na povrchu Měsíce, jehož povrch bez jakékoli atmosféry nabízí přímo ideální pozorovací podmínky. Navíc by se zrcadlo na měsíčním povrchu, vzhledem k známému faktu, že je na něm oproti zemskému jen asi šestinová gravitace, nemuselo otáčet tak velkou rychlostí.
Podle posledních zpráv americká NASA společně s Kanadskou kosmickou agenturou zvažují postavení teleskopu s tekutým zrcadlem na jednom z měsíčních pólů už v roce 2018, o čemž svědčí právě probíhající přípravné práce na projektu zvaném Lunar Liquid Mirror Telescope.
Naděje vkládané do iontových kapalin
Celá věc má ale jeden háček. Teploty na Měsíci klesají až na -150 °C a rtuť mrzne už při -38 °C, a tudíž je pro tyto účely nepoužitelná. Proto se vědci musí poohlédnout po jiných, vhodnějších kapalných materiálech.
V tomto ohledu se jeví jako velmi nadějná spolupráce Kena Seddona z Královské univerzity v Belfastu a Ermanna Borry z Lavalovy univerzity v kanadském Quebecku, kteří přišli s koncepcí zrcadla pracujícího na bázi iontových kapalin. Jde o komplexní soli složené z velkých iontů. Mají hned dvě velmi užitečné vlastnosti: mají velmi nízké body tuhnutí, takže se vyskytují v kapalném stavu i při teplotách hluboko pod nulou, a velmi nerady se vypařují, což se na Měsíci, v prostředí bez atmosféry, může náramně hodit.
Kapalná sůl pokrytá vrstvou stříbra
Při svých pokusech vědci použili etylsulfátový imidazol (tuhnoucí až při - 98 °C), na který ve vakuu nanesli tenkou vrstvičku stříbra. Vytvořili tak rotující zrcadlo, které pracovalo nepřetržitě po několik měsíců. Jak uvádí Ken Seddon na serveru New Scientist, “nikdo předtím se o nanesení kovu na kapalinu nepokusil”. Sám ale otevřeně přiznává, že prozatím jim není známo, proč stříbro tak dobře na kapalině drží.
Podle Ermanna Borry kombinace iontových kapalin se stříbrem umožní vývoj zrcadel s mnohem lepšími optickými vlastnostmi a mnohem větších průměrů (prozatím uvažují o rozsahu od 20 do 100 metrů). Takové dalekohledy by pak měly až tisíckrát větší rozlišovací schopnost než plánovaný Vesmírný teleskop Jamese Webba, budoucí nástupce dnešního Hubbleova teleskopu.
„Skutečnou výhodou tekutých zrcadel je jejich jednoduchost,“ tvrdí Ermanno Borra. „Základní síly přírody u nich společně působí tak, aby kapalný povrch získal ten správný tvar.“
Užitečné odkazy:www.nature.com, www.nasa.gov, www.newscientist.com
