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美欲在月球建液体望远镜

http://www.sina.com.cn 2007年06月22日 08:29  新浪科技

  新浪科技讯 北京时间6月21日消息,据国外媒体20日报道,对天文学家们来说,荒凉的、没有空气的,方圆数千公里没有人烟的月球是一个好地方。科学家多年来梦想在月球上建造一种液体镜面望远镜,用反射液体旋转盘充当主镜。加拿大和美国科学家目前宣布在这一研究上取得重大突破,找到了能替代易在低温下凝固的水银,作为反射液体的材料。

  月球天文台之梦

  天文学家们一直希望有一天能建一个月球天文台,因为那里没有人为光污染和地球大气导致的失真,人类可以捕捉到最早的恒星发出的微光。但研制这种望远镜的成本相当高,因为它需要将玻璃精确地打磨到数十亿分之一米那么薄。而且,在研制出这种望远镜之后,当你将它运送到月球上时会有破损的风险。

  为了实现这一目标,人类一直希望打造一台液体镜面望远镜。在这一概念下,水银被轻轻放到一个圆桌上,以便地心引力加上重力,导致这些水银散开,这样的话,边缘就比中间厚。这种抛物线状正是要将反射光集中在探测器上所需要的,支持者们表示,其光学性能可以和玻璃相媲美。

  到目前为止,科学家已经在地球上启动了几项小规模试验计划,使用了直径6米(20英尺)的液体镜面望远镜,支持者们表示,它们的成本只是传统大型望远镜的1%或2%。根据他们的计算,在月球上建一部拥有20-100米(65-325英尺)光圈的液体镜面望远镜能够观测到比美国的詹姆斯·韦伯太空望远镜所能观测到的亮度弱100-1000倍的天体,詹姆斯·韦布太空望远镜是一架耗资35亿美元研制的下一代轨道运行望远镜,预定于2013年发射。

  科学家找到水银替代物

  现在,美国一组先锋研制者相信,他们已经朝着解决研制一架月球液体镜面望远镜所面临的大难题迈出了一大步,找到了一种水银的替代物,在没有灯光的月球表面,水银会凝结成固体。由加拿大魁北克省拉瓦尔大学的物理学家厄曼诺·波拉领导的一个小组利用真空汽化器将液态铬涂在一种商业上可用到的防水溶剂ECOENG 212上。然后,他们将液态银涂到铬的上面,这样就能让它拥有极好的光学性能,而且这种光学性能在数月的研究中一直保持得很稳定。

  这一成果并不是科学的圣杯,因为反射率仍然达不到要求,而那种溶剂会在零下98摄氏度(零下144华氏度)凝固,对低至零下130摄氏度(零下202华氏度)的月球温度来说,这个温度依然过高。不过,好消息是,ECOENG 212是一种叫做离子化合物的化学物质的一部分,离子化合物是不会污染环境的水晶固体,在低温下融化成液体。

  波拉的小组在最新一期《自然》杂志上报告说:“因为那儿至少有一百万单一的离子性液体和一万亿三重(三倍成分)离子性液体系统,所以在现象上有广泛的选择使得这种液体亚能级的特性达到最佳,将凝结点和挥发性降到最小,同时保持最佳的红外线反射率。”

  对月球液体镜面望远镜持反对态度的人则指出,这些望远镜有一个缺点,因为它们不能从水平轴移动。这对想要追踪一个天体划过天空的天文学家们来说是令人沮丧的。不过,对探求远际星球乃至整个宇宙的宇宙学家来说,这不是问题。一部小型月球液体镜面望远镜可以自动展开,象一把伞那样在月球表面打开。

  但所有人一致认为,一架大型液体镜面望远镜会花很多钱,还要人手来组装。这意味着还要等待人类重返月球,如果不用太久的话,这个梦想将在下个十年的末期实现。(杨孝文)

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