미래의 우주 망원경은 '거울 막'에 의존할 수 있다

가볍고 유연한 소재는 언젠가 JWST보다 더 큰 망원경 거울을 생산할 수 있을 것입니다.

앤드류 폴 | 게시일: 2023년 4월 11일 오후 2시(EDT)

역사상 가장 큰 망원경 거울을 성공적으로 우주로 보내는 데는 수년간의 설계와 엔지니어링 노력이 필요했습니다. 이제 제임스 웹 우주 망원경의 트레이드마크인 직경 6.5미터의 금 코팅 어레이는 지구 위 150만 킬로미터 상공에서 태양을 공전하며 이전에는 접근할 수 없었던 놀라운 우주 전망을 정기적으로 제공합니다. 그러나 그 결과가 믿기지 않을 만큼, 언젠가 과학자들에게 새로운 방식으로 우주를 보여줄 수 있는 새롭고 유망한 "거울 막"의 돌파구가 이미 연구 중에 있습니다.

독일 막스 플랑크 외계 물리학 연구소의 최근 발표에 따르면 연구원 Sebastian Rabien은 가정적으로 15~20미터 너비의 망원경 거울을 생산할 수 있는 더 가볍고, 더 얇고, 더 비용 효율적인 반사 재료를 설계했다고 합니다. Applied Optics 저널에 게재된 논문에 자세히 설명되어 있는 Rabien은 먼저 진공 챔버 내에서 현재 지정되지 않은 액체를 증발시켰습니다. 이 액체는 내부 표면에 천천히 침전된 후 결합되어 결국 거울의 베이스를 형성하는 폴리머를 형성했습니다.

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망원경 거울은 빛을 한 지점으로 집중시키기 위해 포물선 모양이 필요합니다. 이를 달성하기 위해 Rabien과 그의 팀은 진공 챔버 내부에 추가 액체가 담긴 회전 용기를 배치했습니다. 새로 도입된 액체는 "완벽한 포물선 모양"을 형성하고, 그 위에서 폴리머가 성장하여 거울의 베이스를 형성합니다. Space.com에 따르면 "반사 금속층이 증발을 통해 상단에 적용되고 액체가 씻겨 나갑니다."

"이 기본적인 물리학 현상을 활용하여 우리는 이 완벽한 광학 표면에 폴리머를 증착하여 알루미늄과 같은 반사 표면으로 코팅되면 망원경의 주 거울로 사용할 수 있는 포물선형 얇은 막을 형성했습니다."라고 Rabien은 발표에서 설명했습니다. .

이 단계에서는 연구에 사용된 물질을 쉽게 접거나 말아서 우주로 운반할 수 있지만 최적의 포물선 모양은 변형하기가 "거의 불가능"합니다. 이 문제를 해결하기 위해 연구자들은 멤브레인을 필요한 광학 모양으로 되돌릴 수 있는 적응형 모양 제어를 얻기 위해 국부적인 빛에 의한 온도 변화를 활용하는 새로운 열 방법을 개발했습니다.

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망원 응용 분야 외에도 새로운 거울 멤브레인은 적응 광학 시스템에 사용될 수 있습니다. 이러한 시스템은 들어오는 빛의 왜곡을 보상하기 위해 변형 가능한 거울을 사용합니다. 신소재의 극도의 가단성을 고려하면 거울은 기존 방법보다 저렴한 방식으로 정전기 액추에이터를 통해 성형될 수 있습니다.

앞으로 Rabien 팀은 멤브레인의 가단성을 개선하고 초기 왜곡을 처리할 수 있는 정도를 개선하기 위해 추가 실험을 수행하기를 희망합니다. 또한 더 큰 최종 제품에 대한 계획도 있습니다. 이는 우주로의 새로운 발전을 이루는 데 필수적인 목표일 수 있습니다.

Andrew Paul은 기술 뉴스를 다루는 Popular Science의 전속 작가입니다. 이전에 그는 The AV Club 및 Input에 정기적으로 기고했으며 최근에는 Rolling Stone, Fangoria, GQ, Slate, NBC 및 McSweeney의 Internet Tendency에서도 작품을 선보였습니다. 그는 인디애나폴리스 외곽에 살고 있습니다.