Ο καθηγητής Moran Bercovici και ο Dr. Valeri Frumkin έχουν αναπτύξει φθηνή τεχνολογία για την κατασκευή οπτικών φακών και είναι δυνατή η παραγωγή γυαλιών για πολλές αναπτυσσόμενες χώρες όπου τα γυαλιά δεν είναι διαθέσιμα.Τώρα, η NASA λέει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή διαστημικών τηλεσκοπίων
Η επιστήμη συνήθως προχωρά με μικρά βήματα.Σε κάθε νέο πείραμα προστίθεται μια μικρή πληροφορία.Είναι σπάνιο μια απλή ιδέα που εμφανίζεται στον εγκέφαλο ενός επιστήμονα να οδηγεί σε μια σημαντική ανακάλυψη χωρίς τη χρήση τεχνολογίας.Αλλά αυτό συνέβη σε δύο Ισραηλινούς μηχανικούς που ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο κατασκευής οπτικών φακών.
Το σύστημα είναι απλό, φθηνό και ακριβές και θα μπορούσε να έχει τεράστιο αντίκτυπο έως και στο ένα τρίτο του παγκόσμιου πληθυσμού.Μπορεί επίσης να αλλάξει το πρόσωπο της διαστημικής έρευνας.Για να το σχεδιάσουν οι ερευνητές χρειάζονται μόνο έναν λευκό πίνακα, έναν μαρκαδόρο, μια γόμα και λίγη τύχη.
Ο καθηγητής Moran Bercovici και ο Dr. Valeri Frumkin από το Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του Τεχνολογικού Ινστιτούτου Technion-Israel στη Χάιφα ειδικεύονται στη μηχανική ρευστών και όχι στην οπτική.Αλλά πριν από ενάμιση χρόνο, στο Παγκόσμιο Φόρουμ Βραβευθέντων στη Σαγκάη, ο Μπέρκοβιτς έτυχε να καθίσει με τον Ντέιβιντ Ζίμπερμαν, έναν Ισραηλινό οικονομολόγο.
Ο Zilberman είναι νικητής του βραβείου Wolf, και τώρα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, μίλησε για την έρευνά του σε αναπτυσσόμενες χώρες.Ο Μπερκοβίτσι περιέγραψε το πείραμά του με υγρά.Τότε ο Ziberman έκανε μια απλή ερώτηση: «Μπορείς να το χρησιμοποιήσεις για να φτιάξεις γυαλιά;»
«Όταν σκέφτεστε τις αναπτυσσόμενες χώρες, συνήθως σκέφτεστε την ελονοσία, τον πόλεμο, την πείνα», είπε ο Μπέρκοβιτς.«Αλλά ο Ziberman είπε κάτι που δεν ξέρω καθόλου - 2,5 δισεκατομμύρια άνθρωποι στον κόσμο χρειάζονται γυαλιά αλλά δεν μπορούν να τα αποκτήσουν.Αυτός είναι ένας εκπληκτικός αριθμός.”
Ο Μπερκοβίτσι επέστρεψε στο σπίτι και διαπίστωσε ότι μια έκθεση από το Παγκόσμιο Οικονομικό Φόρουμ επιβεβαίωσε αυτόν τον αριθμό.Αν και κοστίζει μόνο λίγα δολάρια για να φτιάξεις ένα απλό ζευγάρι γυαλιά, τα φθηνά γυαλιά ούτε κατασκευάζονται ούτε πωλούνται στα περισσότερα μέρη του κόσμου.
Ο αντίκτυπος είναι τεράστιος, από παιδιά που δεν μπορούν να δουν τον πίνακα στο σχολείο μέχρι ενήλικες των οποίων η όραση επιδεινώνεται τόσο πολύ που χάνουν τη δουλειά τους.Εκτός από το ότι βλάπτει την ποιότητα ζωής των ανθρώπων, το κόστος της παγκόσμιας οικονομίας εκτιμάται ότι φτάνει τα 3 τρισεκατομμύρια δολάρια ετησίως.
Μετά τη συζήτηση, ο Μπέρκοβιτς δεν μπορούσε να κοιμηθεί το βράδυ.Όταν έφτασε στο Technion, συζήτησε αυτό το θέμα με τον Frumkin, ο οποίος ήταν μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριό του εκείνη την εποχή.
«Ζωγραφίσαμε μια φωτογραφία στον πίνακα και την κοιτάξαμε», θυμάται.«Γνωρίζουμε ενστικτωδώς ότι δεν μπορούμε να δημιουργήσουμε αυτό το σχήμα με την τεχνολογία ελέγχου υγρών μας και θέλουμε να μάθουμε γιατί».
Το σφαιρικό σχήμα είναι η βάση της οπτικής γιατί ο φακός είναι φτιαγμένος από αυτά.Θεωρητικά, ο Bercovici και ο Frumkin γνώριζαν ότι μπορούσαν να φτιάξουν έναν στρογγυλό θόλο από ένα πολυμερές (ένα υγρό που είχε στερεοποιηθεί) για να φτιάξουν έναν φακό.Αλλά τα υγρά μπορούν να παραμείνουν σφαιρικά μόνο σε μικρούς όγκους.Όταν είναι μεγαλύτερα, η βαρύτητα θα τα στριμώξει σε λακκούβες.
«Έτσι αυτό που πρέπει να κάνουμε είναι να απαλλαγούμε από τη βαρύτητα», εξήγησε ο Μπερκοβισί.Και αυτό ακριβώς έκαναν μαζί με τον Frumkin.Αφού μελέτησε τον πίνακα τους, ο Frumkin κατέληξε σε μια πολύ απλή ιδέα, αλλά δεν είναι ξεκάθαρο γιατί κανείς δεν το είχε σκεφτεί πριν - εάν ο φακός τοποθετηθεί σε θάλαμο υγρού, η επίδραση της βαρύτητας μπορεί να εξαλειφθεί.Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να βεβαιωθείτε ότι το υγρό στον θάλαμο (που ονομάζεται πλευστικό υγρό) έχει την ίδια πυκνότητα με το πολυμερές από το οποίο κατασκευάζεται ο φακός και στη συνέχεια το πολυμερές θα επιπλέει.
Ένα άλλο σημαντικό πράγμα είναι να χρησιμοποιήσετε δύο μη αναμίξιμα υγρά, που σημαίνει ότι δεν θα αναμειχθούν μεταξύ τους, όπως λάδι και νερό.«Τα περισσότερα πολυμερή μοιάζουν περισσότερο με λάδια, επομένως το μοναδικό μας πλεούμενο υγρό είναι το νερό», είπε ο Bercovici.
Επειδή όμως το νερό έχει μικρότερη πυκνότητα από τα πολυμερή, η πυκνότητά του πρέπει να αυξηθεί λίγο ώστε το πολυμερές να επιπλέει.Για το σκοπό αυτό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης λιγότερα εξωτικά υλικά - αλάτι, ζάχαρη ή γλυκερίνη.Ο Bercovici είπε ότι το τελικό συστατικό της διαδικασίας είναι ένα άκαμπτο πλαίσιο στο οποίο εγχέεται το πολυμερές έτσι ώστε να μπορεί να ελεγχθεί η μορφή του.
Όταν το πολυμερές φτάσει στην τελική του μορφή, ωριμάζει με χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας και γίνεται στερεός φακός.Για να φτιάξουν το πλαίσιο, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν απλό σωλήνα αποχέτευσης, κομμένο σε δακτύλιο ή ένα πιάτο Petri κομμένο από το κάτω μέρος.«Οποιοδήποτε παιδί μπορεί να τα φτιάξει στο σπίτι και οι κόρες μου και εγώ φτιάξαμε μερικά στο σπίτι», είπε ο Μπερκοβισί.«Με τα χρόνια, έχουμε κάνει πολλά πράγματα στο εργαστήριο, μερικά από τα οποία είναι πολύ περίπλοκα, αλλά δεν υπάρχει αμφιβολία ότι αυτό είναι το πιο απλό και εύκολο πράγμα που έχουμε κάνει.Ίσως το πιο σημαντικό».
Ο Frumkin δημιούργησε την πρώτη του βολή την ίδια μέρα που σκέφτηκε τη λύση.«Μου έστειλε μια φωτογραφία στο WhatsApp», θυμάται ο Μπέρκοβιτς."Εκ των υστέρων, αυτός ήταν ένας πολύ μικρός και άσχημος φακός, αλλά ήμασταν πολύ χαρούμενοι."Ο Frumkin συνέχισε να μελετά αυτή τη νέα εφεύρεση.«Η εξίσωση δείχνει ότι μόλις αφαιρέσετε τη βαρύτητα, δεν έχει σημασία αν το πλαίσιο είναι ένα εκατοστό ή ένα χιλιόμετρο.ανάλογα με την ποσότητα του υλικού, θα έχετε πάντα το ίδιο σχήμα.»
Οι δύο ερευνητές συνέχισαν να πειραματίζονται με το μυστικό συστατικό δεύτερης γενιάς, τον κάδο σφουγγαρίστρας, και το χρησιμοποίησαν για να δημιουργήσουν έναν φακό με διάμετρο 20 cm που είναι κατάλληλος για τηλεσκόπια.Το κόστος του φακού αυξάνεται εκθετικά με τη διάμετρο, αλλά με αυτή τη νέα μέθοδο, ανεξάρτητα από το μέγεθος, το μόνο που χρειάζεστε είναι φθηνό πολυμερές, νερό, αλάτι (ή γλυκερίνη) και ένα καλούπι δακτυλίου.
Η λίστα συστατικών σηματοδοτεί μια τεράστια αλλαγή στις παραδοσιακές μεθόδους κατασκευής φακών που παρέμειναν σχεδόν αμετάβλητες εδώ και 300 χρόνια.Στο αρχικό στάδιο της παραδοσιακής διαδικασίας, μια γυάλινη ή πλαστική πλάκα αλέθεται μηχανικά.Για παράδειγμα, κατά την κατασκευή φακών γυαλιών, περίπου το 80% του υλικού σπαταλάται.Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο που σχεδίασαν οι Bercovici και Frumkin, αντί για λείανση στερεών υλικών, εγχέεται υγρό στο πλαίσιο, έτσι ώστε ο φακός να μπορεί να κατασκευαστεί με μια διαδικασία εντελώς χωρίς απόβλητα.Αυτή η μέθοδος επίσης δεν απαιτεί γυάλισμα, επειδή η επιφανειακή τάση του ρευστού μπορεί να εξασφαλίσει μια εξαιρετικά λεία επιφάνεια.
Η Haaretz επισκέφτηκε το εργαστήριο του Technion, όπου ο διδακτορικός φοιτητής Mor Elgarisi παρουσίασε τη διαδικασία.Έκανε ένεση πολυμερούς σε ένα δακτύλιο σε ένα μικρό θάλαμο υγρού, το ακτινοβόλησε με μια λάμπα UV και μου έδωσε ένα ζευγάρι χειρουργικά γάντια δύο λεπτά αργότερα.Βούτηξα πολύ προσεκτικά το χέρι μου στο νερό και έβγαλα τον φακό.«Αυτό ήταν, η επεξεργασία τελείωσε», φώναξε ο Μπέρκοβιτς.
Οι φακοί είναι απόλυτα λείοι στην αφή.Αυτό δεν είναι απλώς μια υποκειμενική αίσθηση: ο Bercovici λέει ότι ακόμη και χωρίς γυάλισμα, η τραχύτητα της επιφάνειας ενός φακού που κατασκευάζεται με μέθοδο πολυμερούς είναι μικρότερη από ένα νανόμετρο (ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου).«Οι δυνάμεις της φύσης δημιουργούν εξαιρετικές ιδιότητες από μόνες τους και είναι ελεύθερες», είπε.Αντίθετα, το οπτικό γυαλί γυαλίζεται στα 100 νανόμετρα, ενώ οι καθρέφτες του ναυαρχίδας του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb της NASA είναι γυαλισμένοι στα 20 νανόμετρα.
Αλλά δεν πιστεύουν όλοι ότι αυτή η κομψή μέθοδος θα είναι ο σωτήρας δισεκατομμυρίων ανθρώπων σε όλο τον κόσμο.Ο καθηγητής Ady Arie από τη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ επεσήμανε ότι η μέθοδος των Bercovici και Frumkin απαιτεί ένα κυκλικό καλούπι στο οποίο εγχέεται υγρό πολυμερές, το ίδιο το πολυμερές και μια λάμπα υπεριώδους.
«Αυτά δεν είναι διαθέσιμα σε ινδικά χωριά», επεσήμανε.Ένα άλλο ζήτημα που έθεσε ο ιδρυτής και αντιπρόεδρος της SPO Precision Optics, Niv Adut και ο επικεφαλής επιστήμονας της εταιρείας, Δρ. Doron Sturlesi (και οι δύο εξοικειωμένοι με το έργο του Bercovici) είναι ότι η αντικατάσταση της διαδικασίας λείανσης με πλαστικά χυτά θα καταστήσει δύσκολη την προσαρμογή του φακού στο ανάγκες.Οι άνθρωποι της.
Ο Μπέρκοβιτς δεν πανικοβλήθηκε.«Η κριτική είναι θεμελιώδες μέρος της επιστήμης και η ταχεία ανάπτυξή μας τον περασμένο χρόνο οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στους ειδικούς που μας ωθούν στη γωνία», είπε.Σχετικά με τη σκοπιμότητα της κατασκευής σε απομακρυσμένες περιοχές, πρόσθεσε: «Η υποδομή που απαιτείται για την κατασκευή γυαλιών με παραδοσιακές μεθόδους είναι τεράστια.χρειάζεσαι εργοστάσια, μηχανήματα και τεχνικούς και χρειαζόμαστε μόνο την ελάχιστη υποδομή».
Ο Μπερκοβίτσι μας έδειξε δύο λαμπτήρες υπεριώδους ακτινοβολίας στο εργαστήριό του: «Αυτή είναι από την Amazon και κοστίζει 4 δολάρια και η άλλη είναι από την AliExpress και κοστίζει 1,70 δολάρια.Αν δεν τα έχετε, μπορείτε πάντα να χρησιμοποιήσετε το Sunshine», εξήγησε.Τι γίνεται με τα πολυμερή;«Ένα μπουκάλι 250 ml πωλείται για 16 $ στο Amazon.Ο μέσος φακός απαιτεί 5 έως 10 ml, επομένως το κόστος του πολυμερούς δεν είναι επίσης πραγματικός παράγοντας».
Τόνισε ότι η μέθοδός του δεν απαιτεί τη χρήση μοναδικών καλουπιών για κάθε αριθμό φακού, όπως υποστηρίζουν οι επικριτές.Ένα απλό καλούπι είναι κατάλληλο για κάθε αριθμό φακού, εξήγησε: «Η διαφορά είναι η ποσότητα του πολυμερούς που εγχέεται και για να φτιάξεις έναν κύλινδρο για τα γυαλιά, το μόνο που χρειάζεται είναι να τεντώσεις λίγο το καλούπι».
Ο Bercovici είπε ότι το μόνο ακριβό μέρος της διαδικασίας είναι η αυτοματοποίηση της έγχυσης πολυμερούς, η οποία πρέπει να γίνει ακριβώς σύμφωνα με τον αριθμό των απαιτούμενων φακών.
«Το όνειρό μας είναι να έχουμε αντίκτυπο στη χώρα με τους λιγότερους πόρους», είπε ο Μπερκοβισί.Αν και φτηνά ποτήρια μπορούν να φέρουν σε φτωχά χωριά -αν και αυτό δεν έχει ολοκληρωθεί- το σχέδιό του είναι πολύ μεγαλύτερο.«Ακριβώς όπως αυτή η περίφημη παροιμία, δεν θέλω να τους δώσω ψάρια, θέλω να τους μάθω πώς να ψαρεύουν.Με αυτόν τον τρόπο, οι άνθρωποι θα μπορούν να φτιάξουν τα δικά τους γυαλιά», είπε.«Θα πετύχει;Μόνο ο χρόνος θα δώσει την απάντηση».
Ο Bercovici και ο Frumkin περιέγραψαν αυτή τη διαδικασία σε ένα άρθρο πριν από περίπου έξι μήνες στην πρώτη έκδοση του Flow, ενός περιοδικού εφαρμογών μηχανικής ρευστών που δημοσιεύτηκε από το Πανεπιστήμιο του Cambridge.Αλλά η ομάδα δεν σκοπεύει να μείνει σε απλούς οπτικούς φακούς.Μια άλλη εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Optica πριν από μερικές εβδομάδες περιέγραφε μια νέα μέθοδο για την κατασκευή πολύπλοκων οπτικών εξαρτημάτων στον τομέα της οπτικής ελεύθερης μορφής.Αυτά τα οπτικά στοιχεία δεν είναι ούτε κυρτά ούτε κοίλα, αλλά διαμορφώνονται σε μια τοπογραφική επιφάνεια και το φως ακτινοβολείται στην επιφάνεια διαφορετικών περιοχών για να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα.Αυτά τα εξαρτήματα μπορούν να βρεθούν σε πολυεστιακά γυαλιά, κράνη πιλότων, προηγμένα συστήματα προβολέων, συστήματα εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας και άλλα μέρη.
Η κατασκευή εξαρτημάτων ελεύθερης μορφής χρησιμοποιώντας βιώσιμες μεθόδους είναι περίπλοκη και δαπανηρή επειδή είναι δύσκολο να λειανθεί και να γυαλιστεί η επιφάνεια τους.Επομένως, αυτά τα εξαρτήματα έχουν επί του παρόντος περιορισμένες χρήσεις.«Υπήρξαν ακαδημαϊκές δημοσιεύσεις σχετικά με τις πιθανές χρήσεις τέτοιων επιφανειών, αλλά αυτό δεν έχει ακόμη αντικατοπτριστεί σε πρακτικές εφαρμογές», εξήγησε ο Bercovici.Σε αυτή τη νέα εργασία, η εργαστηριακή ομάδα με επικεφαλής τον Elgarisi έδειξε πώς να ελέγχει τη μορφή της επιφάνειας που δημιουργείται όταν εγχέεται πολυμερές υγρό ελέγχοντας τη μορφή του πλαισίου.Το πλαίσιο μπορεί να δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας τρισδιάστατο εκτυπωτή.«Δεν κάνουμε πια πράγματα με κουβά σφουγγαρίστρας, αλλά είναι ακόμα πολύ απλό», είπε ο Μπερκοβισί.
Ο Omer Luria, ερευνητής μηχανικός στο εργαστήριο, επεσήμανε ότι αυτή η νέα τεχνολογία μπορεί γρήγορα να παράγει ιδιαίτερα ομαλούς φακούς με μοναδικό έδαφος.«Ελπίζουμε ότι μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος και τον χρόνο παραγωγής πολύπλοκων οπτικών εξαρτημάτων», είπε.
Ο καθηγητής Arie είναι ένας από τους συντάκτες του Optica, αλλά δεν συμμετείχε στην κριτική του άρθρου.«Αυτή είναι μια πολύ καλή δουλειά», είπε ο Άλι για την έρευνα.«Για να παραχθούν ασφαιρικές οπτικές επιφάνειες, οι τρέχουσες μέθοδοι χρησιμοποιούν καλούπια ή τρισδιάστατη εκτύπωση, αλλά και οι δύο μέθοδοι είναι δύσκολο να δημιουργηθούν επαρκώς λείες και μεγάλες επιφάνειες μέσα σε ένα λογικό χρονικό πλαίσιο».Ο Arie πιστεύει ότι η νέα μέθοδος θα βοηθήσει στη δημιουργία ελευθερίας Πρωτότυπο επίσημων στοιχείων.«Για βιομηχανική παραγωγή μεγάλου αριθμού ανταλλακτικών, είναι καλύτερο να προετοιμαστούν καλούπια, αλλά για να δοκιμάσουμε γρήγορα νέες ιδέες, αυτή είναι μια ενδιαφέρουσα και κομψή μέθοδος», είπε.
Η SPO είναι μία από τις κορυφαίες εταιρείες του Ισραήλ στον τομέα των επιφανειών ελεύθερης μορφής.Σύμφωνα με τους Adut και Sturlesi, η νέα μέθοδος έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.Λένε ότι η χρήση πλαστικών περιορίζει τις δυνατότητες, επειδή δεν είναι ανθεκτικά σε ακραίες θερμοκρασίες και η ικανότητά τους να επιτύχουν επαρκή ποιότητα σε ολόκληρη τη χρωματική γκάμα είναι περιορισμένη.Όσον αφορά τα πλεονεκτήματα, τόνισαν ότι η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να μειώσει σημαντικά το κόστος παραγωγής πολύπλοκων πλαστικών φακών, που χρησιμοποιούνται σε όλα τα κινητά τηλέφωνα.
Οι Adut και Sturlesi πρόσθεσαν ότι με τις παραδοσιακές μεθόδους κατασκευής, η διάμετρος των πλαστικών φακών είναι περιορισμένη επειδή όσο μεγαλύτεροι είναι, τόσο λιγότερο ακριβείς γίνονται.Είπαν ότι, σύμφωνα με τη μέθοδο του Bercovici, η κατασκευή φακών σε υγρό μπορεί να αποτρέψει την παραμόρφωση, η οποία μπορεί να δημιουργήσει πολύ ισχυρά οπτικά στοιχεία - είτε στον τομέα των σφαιρικών φακών είτε των φακών ελεύθερης μορφής.
Το πιο απροσδόκητο έργο της ομάδας Technion ήταν η επιλογή της παραγωγής ενός μεγάλου φακού.Εδώ, όλα ξεκίνησαν με μια τυχαία συζήτηση και μια αφελή ερώτηση.«Είναι όλα για τους ανθρώπους», είπε ο Μπέρκοβιτς.Όταν ρώτησε τον Μπέρκοβιτς, έλεγε στον Δρ Έντουαρντ Μπαράμπαν, έναν ερευνητή της NASA, ότι ήξερε το έργο του στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ και τον ήξερε στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ: «Νομίζεις ότι μπορείς; Φτιάχνεις έναν τέτοιο φακό για ένα διαστημικό τηλεσκόπιο ;"
«Ακουγόταν σαν μια τρελή ιδέα», θυμάται ο Μπέρκοβιτς, «αλλά ήταν βαθιά αποτυπωμένη στο μυαλό μου».Αφού ολοκληρώθηκε με επιτυχία η εργαστηριακή δοκιμή, Ισραηλινοί ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι η μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο Λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο στο διάστημα.Άλλωστε, εκεί μπορείτε να επιτύχετε συνθήκες μικροβαρύτητας χωρίς να χρειάζονται πλεούμενα υγρά.«Πήρα τηλέφωνο τον Έντουαρντ και του είπα ότι δουλεύει!»
Τα διαστημικά τηλεσκόπια έχουν μεγάλα πλεονεκτήματα σε σχέση με τα επίγεια τηλεσκόπια επειδή δεν επηρεάζονται από την ατμοσφαιρική ή τη φωτορύπανση.Το μεγαλύτερο πρόβλημα με την ανάπτυξη των διαστημικών τηλεσκοπίων είναι ότι το μέγεθός τους περιορίζεται από το μέγεθος του εκτοξευτήρα.Στη Γη, τα τηλεσκόπια έχουν σήμερα διάμετρο έως και 40 μέτρα.Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble έχει έναν καθρέφτη διαμέτρου 2,4 μέτρων, ενώ το τηλεσκόπιο James Webb έχει έναν καθρέφτη διαμέτρου 6,5 μέτρων — στους επιστήμονες χρειάστηκαν 25 χρόνια για να επιτύχουν αυτό το επίτευγμα, κοστίζοντας 9 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ, εν μέρει επειδή ένα σύστημα πρέπει να αναπτύχθηκε που μπορεί να εκτοξεύσει το τηλεσκόπιο σε αναδιπλωμένη θέση και στη συνέχεια να το ανοίξει αυτόματα στο διάστημα.
Από την άλλη πλευρά, το Liquid βρίσκεται ήδη σε «διπλωμένη» κατάσταση.Για παράδειγμα, μπορείτε να γεμίσετε τον πομπό με υγρό μέταλλο, να προσθέσετε έναν μηχανισμό έγχυσης και έναν δακτύλιο διαστολής και στη συνέχεια να φτιάξετε έναν καθρέφτη στο διάστημα.«Αυτό είναι μια ψευδαίσθηση», παραδέχτηκε ο Μπέρκοβιτς.«Η μητέρα μου με ρώτησε: Πότε θα είσαι έτοιμη;Της είπα, «Ίσως σε περίπου 20 χρόνια.Είπε ότι δεν είχε χρόνο να περιμένει».
Εάν αυτό το όνειρο γίνει πραγματικότητα, μπορεί να αλλάξει το μέλλον της διαστημικής έρευνας.Σήμερα, ο Μπέρκοβιτς επεσήμανε ότι οι άνθρωποι δεν έχουν την ικανότητα να παρατηρούν απευθείας εξωπλανήτες-πλανήτες εκτός του ηλιακού συστήματος, γιατί για να γίνει αυτό απαιτεί ένα γήινο τηλεσκόπιο 10 φορές μεγαλύτερο από τα υπάρχοντα τηλεσκόπια - κάτι που είναι εντελώς αδύνατο με την υπάρχουσα τεχνολογία.
Από την άλλη πλευρά, ο Bercovici πρόσθεσε ότι το Falcon Heavy, ο μεγαλύτερος διαστημικός εκτοξευτής SpaceX αυτή τη στιγμή, μπορεί να μεταφέρει 20 κυβικά μέτρα υγρού.Εξήγησε ότι θεωρητικά, το Falcon Heavy θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να εκτοξεύσει ένα υγρό σε τροχιακό σημείο, όπου το υγρό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να φτιάξει έναν καθρέφτη διαμέτρου 75 μέτρων—η επιφάνεια και το συλλεγόμενο φως θα ήταν 100 φορές μεγαλύτερο από το τελευταίο .Τηλεσκόπιο James Webb.
Αυτό είναι ένα όνειρο και θα χρειαστεί πολύς χρόνος για να το πραγματοποιήσει.Αλλά η NASA το παίρνει στα σοβαρά.Μαζί με μια ομάδα μηχανικών και επιστημόνων από το Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA, με επικεφαλής τον Balaban, η τεχνολογία δοκιμάζεται για πρώτη φορά.
Στα τέλη Δεκεμβρίου, ένα σύστημα που αναπτύχθηκε από την εργαστηριακή ομάδα Bercovici θα σταλεί στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, όπου θα διεξαχθεί μια σειρά πειραμάτων για να μπορέσουν οι αστροναύτες να κατασκευάσουν και να θεραπεύσουν φακούς στο διάστημα.Πριν από αυτό, θα διεξαχθούν πειράματα στη Φλόριντα αυτό το Σαββατοκύριακο για να δοκιμαστεί η σκοπιμότητα παραγωγής φακών υψηλής ποιότητας υπό μικροβαρύτητα χωρίς την ανάγκη για πλεούμενο υγρό.
Το Πείραμα Τηλεσκοπίου Ρευστών (FLUTE) διεξήχθη σε αεροσκάφος μειωμένης βαρύτητας - όλες οι θέσεις αυτού του αεροσκάφους αφαιρέθηκαν για την εκπαίδευση αστροναυτών και τη λήψη σκηνών μηδενικής βαρύτητας σε ταινίες.Με ελιγμούς με τη μορφή αντιπαραβολής-ανόδου και στη συνέχεια ελεύθερης πτώσης-δημιουργούνται στο αεροσκάφος συνθήκες μικροβαρύτητας για μικρό χρονικό διάστημα.«Λέγεται «κομήτης εμετού» για καλό λόγο», είπε ο Μπέρκοβιτς χαμογελώντας.Η ελεύθερη πτώση διαρκεί περίπου 20 δευτερόλεπτα, στα οποία η βαρύτητα του αεροσκάφους είναι κοντά στο μηδέν.Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι ερευνητές θα προσπαθήσουν να φτιάξουν έναν υγρό φακό και θα κάνουν μετρήσεις για να αποδείξουν ότι η ποιότητα του φακού είναι αρκετά καλή, μετά το αεροπλάνο γίνεται ίσιο, η βαρύτητα αποκαθίσταται πλήρως και ο φακός γίνεται λακκούβα.
Το πείραμα έχει προγραμματιστεί για δύο πτήσεις την Πέμπτη και την Παρασκευή, με 30 παραβολές η καθεμία.Ο Bercovici και τα περισσότερα μέλη της εργαστηριακής ομάδας, συμπεριλαμβανομένων των Elgarisi και Luria, και Frumkin από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης θα είναι παρόντες.
Κατά την επίσκεψή μου στο εργαστήριο Τεχνίων, ο ενθουσιασμός ήταν τεράστιος.Υπάρχουν 60 κουτιά από χαρτόνι στο πάτωμα, τα οποία περιέχουν 60 μικρά κιτ για πειράματα που κατασκευάζονται μόνοι τους.Ο Luria κάνει τις τελικές βελτιώσεις και βελτιώσεις της τελευταίας στιγμής στο ηλεκτρονικό πειραματικό σύστημα που ανέπτυξε για τη μέτρηση της απόδοσης του φακού.
Παράλληλα, η ομάδα πραγματοποιεί ασκήσεις χρονομέτρησης πριν από κρίσιμες στιγμές.Μια ομάδα στάθηκε εκεί με ένα χρονόμετρο και οι άλλες είχαν 20 δευτερόλεπτα για να κάνουν ένα σουτ.Στο ίδιο το αεροσκάφος, οι συνθήκες θα είναι ακόμη χειρότερες, ειδικά μετά από αρκετές ελεύθερες πτώσεις και ανυψώσεις υπό αυξημένη βαρύτητα.
Δεν είναι μόνο η ομάδα της Technion που είναι ενθουσιασμένη.Ο Baraban, ο επικεφαλής ερευνητής του Πειράματος Φλάουτου της NASA, είπε στη Haaretz, «Η μέθοδος διαμόρφωσης υγρών μπορεί να οδηγήσει σε ισχυρά διαστημικά τηλεσκόπια με ανοίγματα δεκάδων ή και εκατοντάδων μέτρων.Για παράδειγμα, τέτοια τηλεσκόπια μπορούν να παρατηρήσουν απευθείας το περιβάλλον άλλων αστεριών.Planet, διευκολύνει την ανάλυση υψηλής ανάλυσης της ατμόσφαιράς του και μπορεί ακόμη και να εντοπίσει χαρακτηριστικά επιφάνειας μεγάλης κλίμακας.Αυτή η μέθοδος μπορεί επίσης να οδηγήσει σε άλλες διαστημικές εφαρμογές, όπως υψηλής ποιότητας οπτικά εξαρτήματα για τη συλλογή και μετάδοση ενέργειας, επιστημονικά όργανα και ιατρικό εξοπλισμό Κατασκευή διαστήματος, παίζοντας έτσι σημαντικό ρόλο στην αναδυόμενη διαστημική οικονομία».
Λίγο πριν επιβιβαστεί στο αεροπλάνο και ξεκινήσει την περιπέτεια της ζωής του, ο Μπέρκοβιτς σταμάτησε για μια στιγμή έκπληκτος.«Συνεχίζω να αναρωτιέμαι γιατί κανείς δεν το σκέφτηκε αυτό πριν», είπε.«Κάθε φορά που πηγαίνω σε ένα συνέδριο, φοβάμαι ότι κάποιος θα σηκωθεί και θα πει ότι κάποιοι Ρώσοι ερευνητές το έκαναν αυτό πριν από 60 χρόνια.Τελικά, είναι μια τόσο απλή μέθοδος».
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-21-2021