Les futurs télescopes spatiaux de la NASA contiendront-ils des lentilles en liquide ? Connaître les détails

Passant des matériaux conventionnels à la construction de télescopes spatiaux, les scientifiques passent maintenant à la construction d’observatoires en exploitant le liquide en microgravité. Cela peut sembler bizarre, mais c’est le comportement du liquide dans l’espace qui a donné naissance à l’idée d’utiliser un fluide pour créer des lentilles en microgravité. La même idée sera utilisée pour mener une expérience à bord de la Station spatiale internationale (ISS) qui sera transportée par les astronautes de la mission privée Ax-1 d’Axiom Space le 8 avril.

Les lentilles liquides sont-elles l’avenir des télescopes spatiaux ?

Pour expliquer comment les lentilles faites de liquide ont un potentiel en tant que composant des futurs télescopes spatiaux, la NASA a mis en évidence le comportement de l’eau dans l’espace. Sur Terre, tous les liquides ont une force élastique appelée tension superficielle, qui donne leur forme aux gouttelettes d’eau et permet même à certains insectes de glisser sur l’eau sans couler. Si ces gouttelettes sont suffisamment petites (2 mm ou moins), la tension superficielle surmonte la gravité et elles restent parfaitement sphériques, cependant, une gouttelette serait écrasée sous son propre poids si elle grossissait.

(Bulle d’eau flottant librement à l’intérieur de l’ISS ; Image : NASA)

Mais dans l’espace, ce n’est pas le cas car les gouttes d’eau et d’autres liquides finissent par prendre une forme parfaitement sphérique, quelle que soit leur taille. “Nous avons pensé, pourquoi ne pas tirer parti de la façon dont les liquides se comportent naturellement en microgravité et l’appliquer à la construction de télescopes à grande échelle ou de composants optiques fabriqués dans l’espace qui peuvent avoir toutes sortes d’utilisations”, Edward Balaban, chercheur principal du Fluidic Expérience de télescope, a déclaré. “En microgravité, les liquides prennent des formes utiles pour fabriquer des lentilles et des miroirs, donc si nous les fabriquons dans l’espace, ils pourraient être utilisés pour construire des télescopes qui sont considérablement plus grands qu’on ne le pensait auparavant”, a ajouté Balaban.

Le Dr Valeri Frumkin, qui fait partie du projet de fabrication de lentilles liquides sur Terre, a déclaré que les scientifiques étaient capables de créer des lentilles dans un seau de concierge en injectant un liquide, en le solidifiant et en le submergeant dans l’eau dans des cadres circulaires. “L’astuce consiste à s’assurer que l’eau a exactement la même densité que le polymère que nous injectons afin que les forces de flottabilité s’opposent précisément aux forces gravitationnelles pour simuler les conditions d’apesanteur”, a déclaré Frumkin.

L’idée a été testée pour la première fois en décembre 2021, sous deux vols paraboliques ZeroG qui offraient 50 opportunités pour atteindre des périodes de microgravité de 15 à 20 secondes. La NASA dit que si l’idée réussit, les scientifiques pourraient créer un télescope 10 fois, voire 100 fois plus grand que ceux qui existent déjà.

Image : NASA

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