Складні космічні телескопи з мембранної оптикою дозволять розгортання на орбіті по-справжньому потужні астрономічні інструменти
Незважаючи на всі досягнення сучасної науки і техніки, космічні телескопи, деяка кількість яких знаходиться на навколоземній орбіті прямо зараз, засновані на використанні важких скляних лінз і інших оптичних елементів, які залишалися практично незмінними ще з часів Галілея. Але, завдяки новому проекту Управління перспективних дослідницьких програм Пентагону DARPA, в недалекому майбутньому на орбіті зможуть з'явитися "складні" телескопи, використовують оптику мембранного типу, яка виготовлена з тонкого і легкого матеріалу. Такий підхід дозволить обійти обмеження на габарити та вагу відправляється в космос обладнання, що в свою чергу дозволить розгорнути в навколоземному просторі телескопи, розміри дзеркал яких і, слідчо характеристики, будуть у багато разів перевищувати показники існуючих космічних телескопів.
Оптика, виготовлена із спеціального просвітленого скла, досить важка, що є величезною проблемою при запуску в космос нових астрономічних інструментів, крім цього, великовагові вузли надзвичайно точного і крихкого обладнання мають схильність ламатися під впливом перевантажень, що впливають на це обладнання при запуску ракети-носія. DARPA намагається обійти всі вище зазначені неприємності і обмеження з допомогою реалізації нових технологій, що розробляються в рамках своєї програми Membrane Optical Imager for Real-Time Exploitation (MOIRE). Коли ця програма підійде до свого кінця вчені отримають можливість розміщувати на геостаціонарній орбіті універсальні телескопи, які зможуть не тільки робити високоякісні знімки глибин космосу і поверхні Землі, але і проводити відеозйомку в режимі реального часу.
Використання космічних телескопів з мембранної оптичною системою є далеко не новою ідеєю. Замість того, щоб відображати падаюче світло, як це роблять дзеркала традиційних телескопів, мембранні лінзи Френели заломлюють світло, фокусуючи його на світлочутливому датчику телескопа. Проте, характеристики мембранної оптики набагато нижче характеристик звичайної скляної оптики, а повна ефективність мембранних лінз в даний час не перевищує позначки в 30 відсотків. В рамках проекту MOIRE ведуться роботи і дослідження, спрямовані на збільшення ефективності мембранної оптики, але з іншого боку ніхто не заважає наслідувати і екстенсивним шляхом, нарощуючи до необхідних меж геометричні розміри оптичних елементів телескопів.
Але найголовнішою перевагою технологій MOIRE є те, що за рахунок використання легких елементів конструкції, космічний телескоп MOIRE може бути на 86 відсотків легше і набагато більш компактним в складеному стані, ніж звичайний телескоп зі скляними лінзами, за умови того, що обидва телескопа будуть мати схожі характеристики. Нові технології мембранної оптики, які розробляються в рамках проекту MOIRE, дозволять збільшити ефективність цієї оптики до 55 відсотків, а решта компенсується за рахунок геометричних розмірів оптичної системи, і все це дозволить телескопів MOIRE робити високоякісні знімки при значно меншій вартості самих телескопів і при меншій кількості витрат по запуску в космічний простір.
"Використання мембранної оптики дозволить нам відправляти в космос невеликі і легкі "пакети" телескопів, що мають дуже високу чутливість і роздільну здатність" - розповідає підполковник (Lt. Col.) Ларрі Ганн (Larry Gunn), керівник програми DARPA MOIRE в офіційній заяві, - "Зараз ми займаємося тим, що ламаємо "скляний звід" обмежень, що накладаються на оптичні елементи використанням традиційних матеріалів. Ми розраховуємо на те, що наші дослідження дозволять значно скоротити витрати і дозволять швидке розгортання космічних телескопів з допомогою ракет-носіїв малого та середнього класу".