З того часу, як вони були вперше виготовлені, вуглецеві нанотрубки зуміли почати бурхливе збудження в науковій спільноті. Завдяки застосуванню, починаючи від очищення води та електроніки, до біомедицини та будівництва, це не повинно стати несподіванкою. Але команда інженерів НАСА з Центру космічних польотів Годдарда в Ґрінбелті, штат Меріленд, стала першопрохідцем використання вуглецевих нанотрубок для ще однієї мети - космічних телескопів.
За допомогою вуглецевих нанотрубок команда Годдарда, яку очолює доктор Теодор Костюк з відділу лабораторій планетарних систем НАСА та відділу дослідження сонячної системи, створила нове революційне дзеркало телескопа. Ці дзеркала будуть розгорнуті як частина CubeSat, яка може представляти нову породу недорогих високоефективних космічних телескопів.
Ця нова інновація також використовує іншу сферу, яка пізно розвивалася в останній час. CubeSats, як і інші невеликі супутники, грає все більш важливу роль в останні роки. На відміну від великих, більш об'ємних супутників минулих років, мініатюрні супутники - це недорога платформа для проведення космічних місій та наукових досліджень.
Крім федеральних космічних агентств, таких як NASA, вони також пропонують приватному бізнесу та науково-дослідним установам можливість проводити комунікації, дослідження та спостереження з космосу. Крім того, вони також є недорогим способом залучення студентів до всіх етапів будівництва, розгортання та використання космічних досліджень.
Зрозуміло, місії, які покладаються на мініатюрні супутники, швидше за все, не викликають такого ж інтересу чи наукових досліджень, як масштабні операції, такі як місія Juno або космічний зонд New Horizons. Але вони можуть надати життєво важливу інформацію в рамках великих місій або працювати в групах для збору більшої кількості даних.
За допомогою фінансування програми внутрішніх досліджень і розробок Годдарда, команда створила лабораторну оптичну стенду, виготовлену з регулярних нестандартних компонентів для перевірки загальної конструкції телескопа. Цей стенд складається з серії мініатюрних спектрометрів, налаштованих на ультрафіолетову, видиму та ближню інфрачервону довжини хвиль, які підключені до фокусованого променя дзеркал нанотрубок за допомогою оптичного кабелю.
За допомогою цієї лавки команда тестує оптичні дзеркала, бачачи, як вони витримують різну довжину хвилі світла. Пітер Чен - президент легких телескопів із штату Меріленд - один з підрядників, які працюють з командою Годдарда, щоб створити телескоп CubeSat. Як його цитують у недавньому прес-релізі NASA:
«Ніхто не зміг зробити дзеркало, використовуючи смолу з вуглецевої нанотрубки. Це унікальна технологія, яка наразі доступна лише у компанії Goddard. Технологія занадто нова, щоб літати в космосі, і спочатку треба пройти різні рівні технологічного прогресу. Але це те, що мої колеги з Годдарда (Костюк, Тилак Хевагама та Джон Коласінський) намагаються досягти за допомогою програми CubeSat.
На відміну від інших дзеркал, створене командою доктора Костюка було виготовлено з вуглецевих нанотрубок, вбудованих в епоксидну смолу. Природно, вуглецеві нанотрубки пропонують широкий спектр переваг, не останньою з яких є міцність конструкції, унікальні електричні властивості та ефективне проведення теплоти. Але команда Годдарда також вибрала цей матеріал для своїх лінз, оскільки він пропонує легкий, дуже стійкий і легко відтворюваний варіант створення дзеркал телескопа.
Більше того, дзеркала, виготовлені з вуглецевих нанотрубок, не потребують полірування, що є трудомістким і дорогим процесом, коли мова йде про космічні телескопи. Команда сподівається, що цей новий метод виявиться корисним у створенні нового класу недорогих космічних телескопів CubeSat, а також допоможе зменшити витрати, коли мова йде про більші наземні та космічні телескопи.
Такі дзеркала були б особливо корисні в телескопах, які використовують кілька сегментів дзеркал (наприклад, обсерваторія Кека в Мауна-Кеа та космічний телескоп Джеймса Вебба). Такі дзеркала будуть справжньою економією витрат, оскільки їх можна легко виготовити і позбавлять від необхідності в дорогому поліруванні та шліфуванні.
Інші потенційні програми включають глибококосмічні комунікації, вдосконалену електроніку та конструктивні матеріали для космічних апаратів. В даний час виробництво вуглецевих нанотрубок досить обмежене. Але в міру набуття все більшого поширення ми можемо очікувати, що цей чудо-матеріал пробивається у всі аспекти дослідження та дослідження космосу.
