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Un telescopio lunare
Gli scienziati della NASA hanno sviluppato un metodo semplice ed economico per trasformare la polvere lunare in un materiale simile al cemento che può essere utilizzato al posto del vetro per costruire grandi specchi per telescopi sulla luna. Gli scienziati hanno realizzato il materiale mescolando nanotubi di carbonio ed epossidiche, materiali simili a colla, con un composto di roccia frantumata che ha la stessa composizione della polvere lunare. Quindi hanno filato il materiale su una ruota di ceramica per creare uno specchio grezzo con la forma parabolica di uno specchio per telescopio.
Polvere di luna splendente: Gli scienziati della NASA hanno creato uno specchio per telescopio da 12 pollici mescolando prima nanotubi di carbonio, resine epossidiche e polvere lunare, quindi ruotando il materiale simile al cemento per polimerizzare in una forma a parabola. Gli scienziati possono quindi utilizzare un processo di lucidatura industriale standard o uno speciale metodo senza contatto che hanno sviluppato, chiamato incisione ionica reattiva, per migliorare la qualità dello specchio. Il nuovo approccio potrebbe essere utilizzato per costruire telescopi di 50 metri sulla luna.
Costruire uno specchio per telescopio in cui il 90% di esso è costituito da polvere lunare significa che le poche parti rimanenti possono essere trasportate sulla luna e gli scienziati non sono più limitati per quanto riguarda le dimensioni del telescopio che possono realizzare, afferma Peter Chen, uno scienziato del Goddard Space Flight Center che sta lavorando al nuovo metodo.
La potenza di un telescopio è proporzionale alle dimensioni del suo specchio. Il James Webb Space Telescope, che dovrebbe succedere al telescopio Hubble nel 2013, sarà il più grande a volare nello spazio con uno specchio di sei metri di diametro. Chen afferma che, utilizzando il nuovo metodo, gli scienziati potrebbero costruire specchi sulla luna di 50 metri di diametro, la dimensione ideale per scrutare in profondità nell'universo, trovare pianeti simili alla Terra nel nostro sistema solare e cercare la presenza di vita .
In effetti, dicono gli esperti, la luna è un luogo ideale per l'astronomia. La luna non ha atmosfera, il che significa nessuna sfocatura o assorbimento della luce delle stelle, e fornisce una piattaforma grande e stabile, dice Chen.
Il gruppo di Chen non è l'unico a lavorare su un approccio per costruire specchi giganti e potenti sulla luna. Gli scienziati Robert Angel, dell'Università dell'Arizona, e Ermanno F. Borra , all'Université Laval, in Quebec, stanno lavorando su un telescopio a specchio liquido rotante. Sebbene entrambi i metodi abbiano obiettivi simili, presentano sfide tecniche diverse, afferma Angel. Il telescopio a specchio liquido deve essere ruotato a una velocità accurata per tutta la sua durata, e quindi può puntare solo in una direzione. Se gli scienziati della NASA possono congelare la loro superficie liquida in qualcosa di preciso - gli specchi epossidici cambiano forma quando si fissano - possono creare un telescopio più versatile del nostro, dice Angel.
La maggior parte degli specchi dei telescopi sono realizzati con materiali altamente specializzati, come il berillio o la grafite di silicio, che sono rari e costosi. Anche l'utilizzo di questi per creare superfici ottiche grandi e perfettamente lisce è un processo complesso. Piccolissimi difetti nei materiali possono rendere inutilizzabile uno specchio.
Un telescopio astronomico: Il rendering di questo artista mostra un telescopio proposto di 50 metri che potrebbe essere costruito sulla luna usando il nuovo approccio della NASA. Per mostrare quanto sia grande, nota il veicolo a 18 ruote e due persone in piedi davanti al telescopio.
Al contrario, gli scienziati della NASA hanno utilizzato una combinazione di materiali facilmente accessibili: nanotubi di carbonio, resine epossidiche e una roccia frantumata che ha la stessa composizione e granulometria della polvere lunare. La miscela ha creato un materiale molto resistente con la consistenza del cemento. Gli scienziati hanno quindi aggiunto un altro strato di resina epossidica e hanno filato il materiale per generare uno specchio largo 12 pollici con la forma parabolica di uno specchio per telescopio. Sebbene sia improbabile che la resina epossidica rotante congeli lo specchio in una superficie ottica perfetta, è facile adattare i processi industriali standard per realizzare specchi per telescopi di alta qualità e levigatezza, afferma Chen. Lui e il suo gruppo hanno anche sviluppato un metodo senza contatto chiamato incisione con ioni reattivi, che hanno dimostrato di poter modificare la superficie epossidica a piacimento, a distanza.
Dimostrare questo [metodo] su uno specchio da 12 pollici è solo un primo piccolo passo verso ciò che sarebbe necessario per costruire un impianto di produzione in grado di realizzare un telescopio di 50 metri, afferma Lee Feinberg, uno scienziato della NASA che gestisce il telescopio James Webb.
Una delle principali preoccupazioni per quanto riguarda le apparecchiature costruite sulla luna sarebbe evitare che le superfici meccaniche di alta precisione (giunti, cuscinetti e così via) vengano intasate dalla polvere. Ci sono anche grandi sbalzi di temperatura tra il giorno e la notte che richiederebbero elevate esigenze all'integrità delle parti meccaniche in movimento.
Ma prima, la NASA deve raggiungere la luna, un'impresa che spera di realizzare entro il 2020.