NASA активно разрабатывает и исследует удивительный металлический сплав, который не расширяется, а наоборот, сжимается при нагревании. Этот материал может стать ключом к успеху будущей космической обсерватории — Habitable Worlds Observatory (HWO), предназначенной для поиска признаков жизни на далеких планетах.
Нам всем известно еще со школы, что все металлы расширяются от жары. Для сверхточных космических телескопов это — большая проблема. Нагревание во время работы в космосе заставляет компоненты, особенно зеркала, деформироваться. Даже микроскопические изменения формы могут исказить изображение и сделать наблюдения невозможными. Космическое агентство уже использует специальные материалы, компенсирующие это расширение, в телескопах James Webb и Nancy Grace Roman (2027). Однако амбициозные цели HWO требуют принципиально нового уровня стабильности.
Мечта о других мирах
Цель HWO — непосредственно наблюдать за экзопланетами, похожими на Землю, и анализировать их атмосферы. Для этого нужно обнаружить тусклый свет планеты, скрытый в лучах ее материнской звезды, которая светит в миллиард раз ярче. Чтобы справиться с этим, обсерватория HWO должна достичь невероятного коэффициента контрастности 1:1 000 000 000. Это означает, что стабильность конструкции телескопа должна быть в 1000 раз выше, чем у революционного телескопа James Webb.
Решение с парадоксом физики
Вот здесь и вступает в игру сплав с феноменом «отрицательного теплового расширения», который разрабатывается компанией ALLVAR совместно с NASA. В отличие от обычных металлов, этот сплав (обозначенный как ALLVAR 30) сжимается при повышении температуры. Например, 1-метровая деталь из этого сплава укорачивается на 0,003 мм при нагревании на каждый градус °C. Это уникальное свойство позволяет использовать сплав для стратегической компенсации теплового расширения обычных материалов в конструкции телескопа.
Первые тесты дали очень обнадеживающие результаты. NASA испытало тестовое зеркало, установленное на комбинации обычных титановых опор и опор из сплава ALLVAR 30. Эксперимент показал, что прототип нового сплава эффективно компенсировал расширение титана, поддерживая стабильность зеркала. Более того, сплав продемонстрировал способность улучшать пассивную тепловую стабилизацию и защищать от вредного воздействия температурных колебаний на болтовые соединения и инфракрасную оптику.
Этот успех открывает двери для использования сплава ALLVAR 30 не только в HWO, но и во многих других космических миссиях, где чрезвычайная тепловая стабильность является критически важной для точности данных. Удивительный металл, который движется против привычных законов нагрева, может стать фундаментом для будущих открытий в поисках жизни за пределами нашей Солнечной системы.
Ранее мы сообщали о том, как новые космические обсерватории смогут увидеть затмения на экзопланетах.
По материалам NASA
