Стабильность материалов десятилетиями оставалась ограничивающим фактором для астрономических наблюдений. Инженеры боролись с тепловым расширением и набуханием, искажающими работу телескопов. Современные материалы для зеркал и опорных конструкций значительно улучшили стабильность крупных обсерваторий, но они всё ещё не достигают порога в 10 пикометров за несколько часов – уровня, необходимого для поисков жизни на экзопланетах. Для масштаба: 10 пикометров составляют примерно 1/10 диаметра атома.

Компания ALLVAR при поддержке Центра космических полетов Маршалла и Лаборатории реактивного движения NASA разработала уникальный сплав, который сжимается при нагреве и расширяется при охлаждении. Этот материал станет основой для сверхстабильных телескопов в миссиях по поиску обитаемых экзопланет, включая проект Habitable Worlds Observatory – ключевую инициативу NASA для ответа на вопрос «Одни ли мы во Вселенной?».

Иллюстрация: NASA JPL

Проблема стабильности десятилетиями ограничивала возможности астрономии: даже современные телескопы вроде «Джеймса Уэбба» не достигают требуемой стабильности. Новый сплав ALLVAR 30 с отрицательным тепловым расширением решает эту задачу, демонстрируя коэффициент -30 ppm/°C – метр материала сжимается на 0,003 мм при нагреве на 1°C, компенсируя расширение традиционных материалов.

Космический телескоп Nancy Grace Roman на опорной конструкции. Фото: NASA / Chris Gunn

Испытания подтвердили рекордные характеристики: в Университете Флориды достигнута стабильность, близкая к целевому показателю будущих миссий. В NASA зафиксировали деформацию зеркал менее 5 нанометров при перепаде температур 28°C. Технология улучшает тепловую стабильность до 200 раз по сравнению с алюминием или титаном, что критично для будущих миссий. Экзопланеты визуально сливаются со своими звёздами, чей свет в миллиард раз ярче излучения экзопланеты размером с Землю. Для успешного обнаружения потенциально обитаемых планет будущей обсерватории NASA Habitable Worlds Observatory потребуется контрастность один к миллиарду (1:1 000 000 000).

Подробнее на iXBT