Încă de la prima producție, nanotuburile de carbon au reușit să declanșeze un entuziasm în comunitatea științifică. Cu aplicații de la tratarea apei și electronică, la biomedicină și construcții, acest lucru nu ar trebui să fie o surpriză. Dar o echipă de ingineri NASA de la Goddard Space Flight Center din Greenbelt, Maryland, a fost pionieră în utilizarea nanotuburilor de carbon pentru un alt scop - telescoape spațiale.
Folosind nanotuburile de carbon, echipa Goddard - care este condusă de Dr. Theodor Kostiuk de la Divizia de explorare a sistemelor planetare și a sistemelor solare a NASA - au creat un nou tip de oglindă telescopă revoluționară. Aceste oglinzi vor fi implementate ca parte a unui CubeSat, unul care poate reprezenta o nouă rasa de telescoape spațiale cu costuri reduse, foarte eficiente.
Această ultimă inovație profită, de asemenea, de un alt domeniu care a cunoscut multe dezvoltări până târziu. CubeSats, ca și alți sateliți mici, au jucat un rol din ce în ce mai important în ultimii ani. Spre deosebire de sateliții mai mari, mai voluminoși de altădată, sateliții în miniatură sunt o platformă low-cost pentru desfășurarea de misiuni spațiale și cercetări științifice.
Dincolo de agențiile spațiale federale precum NASA, acestea oferă, de asemenea, oportunități de afaceri private și instituții de cercetare oportunitatea de a efectua comunicări, cercetare și observare din spațiu. În plus, acestea sunt, de asemenea, o modalitate low-cost de a angaja studenții în toate fazele de construcție, implementare și cercetare prin satelit.
Acordate, misiunile care se bazează pe sateliți în miniatură nu sunt susceptibile să genereze aceeași cantitate de interes sau de cercetare științifică ca operațiuni pe scară largă, precum misiunea Juno sau sonda spațială New Horizons. Dar pot furniza informații vitale ca parte a misiunilor mai mari sau pot lucra în grup pentru a aduna cantități mai mari de date.
Cu ajutorul finanțării din programul de cercetare și dezvoltare internă al Goddard, echipa a creat o bancă optică de laborator formată din componente obișnuite de pe raft pentru a testa designul general al telescopului. Această bancă este formată dintr-o serie de spectrometre miniaturale reglate la lungimile de undă ultraviolete, vizibile și aproape de infraroșu, care sunt conectate la fasciculul focalizat al oglinzilor nanotubului printr-un cablu optic.
Folosind această bancă, echipa testează oglinzile optice, văzând cum acestea se ridică la diferite lungimi de undă ale luminii. Peter Chen - președintele Lightweight Telescopes, o companie din Maryland, este unul dintre contractanții care lucrează cu echipa Goddard pentru crearea telescopului CubeSat. După cum a fost citat de un recent comunicat de presă al NASA:
„Nimeni nu a reușit să facă o oglindă folosind o rășină de nanotub de carbon. Aceasta este o tehnologie unică disponibilă în prezent doar la Goddard. Tehnologia este prea nouă pentru a zbura în spațiu și trebuie să treacă mai întâi prin diferitele niveluri de avansare tehnologică. Dar asta încearcă să realizeze colegii mei Goddard (Kostiuk, Tilak Hewagama și John Kolasinski) prin programul CubeSat.
Spre deosebire de alte oglinzi, cea creată de echipa Dr. Kostiuk a fost fabricată din nanotuburi de carbon încorporate într-o rășină epoxidică. În mod natural, nanotuburile de carbon oferă o gamă largă de avantaje, dintre care cel mai puțin sunt rezistența structurală, proprietățile electrice unice și conducerea eficientă a căldurii. Dar echipa Goddard a ales și acest material pentru lentilele lor, deoarece oferă o opțiune ușoară, extrem de stabilă și ușor de reprodus pentru crearea oglinzilor telescopice.
Ba mai mult, oglinzile din nanotuburi de carbon nu necesită lustruire, ceea ce este un proces care consumă mult timp și costisitor atunci când vine vorba de telescoape spațiale. Echipa speră că această nouă metodă se va dovedi utilă în crearea unei noi clase de telescoape spațiale CubeSat cu costuri reduse, precum și pentru a contribui la reducerea costurilor atunci când este vorba de telescoape mai mari și bazate pe sol.
Astfel de oglinzi ar fi utile în special în telescoapele care folosesc mai multe segmente de oglindă (cum ar fi Observatorul Keck de la Mauna Kea și Telescopul spațial James Webb). Astfel de oglinzi ar fi un adevărat taietor de costuri, deoarece pot fi produse cu ușurință și ar elimina nevoia de lustruire și șlefuire costisitoare.
Alte aplicații potențiale includ comunicații în spațiu profund, electronice îmbunătățite și materiale structurale pentru nave spațiale. În prezent, producția de nanotuburi de carbon este destul de limitată. Dar, pe măsură ce devine mai răspândit, ne putem aștepta ca acest material-minune să își croiască drum în toate aspectele explorării și cercetării spațiale.
