دانشمندان می‌گویند، تلسکوپ‌های فضایی نسل بعدی ناسا می‌توانند با استفاده از لنزهای مایع، به شکل قابل توجهی بزرگ شوند و حتی می‌توانند «اثر گرانش» را نادیده بگیرند.
در مورد تلسکوپ‌ها، چه زمینی چه فضایی، به نظر می‌رسد هرچه تلسکوپ‌ها بزرگتر باشند، بهتر است، زیرا می‌توانند نور بیشتری را جمع‌آوری کنند و به اخترشناسان این امکان را می‌دهند تا نقاط دورتری را در اعماق فضا ببینند، اجرام دوردست را رصد کنند و در نهایت تصویری منسجم و دقیق‌تر از جهان فیزیکی بسازند.
اکنون آزمایشی که در مأموریت آتی "اکسیوم-۱" (Axiom-1) به مقصد ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) انجام می‌شود، مبانی ساخت یک تلسکوپ فضایی با استفاده از «آینه مایع» را ارزیابی می‌کند که می‌تواند اندازه‌ای بسیار بزرگتر از تلسکوپ فضایی جیمز وب داشته باشد. بر اساس اعلام ناسا، با وجود اینکه ممکن است عجیب به نظر برسد، اما رفتار سیالات در فضا به اندازه کافی امیدوارکننده است که آینده نجوم را تحت تاثیر قرار دهد و توانایی تلسکوپ‌ها را ۱۰ یا حتی ۱۰۰ برابر کند. به عبارت دیگر، ترسیم آینده نجوم می‌تواند از همین هفته کلید بخورد.
لنزهای مایع می‌توانند آینده تلسکوپ‌های فضایی باشند
هر مایعی دارای نیروی پیوستگی است که می‌تواند سطح صافی را ایجاد کند که با آن آشنا هستیم. به همین دلیل است که برخی از حشرات می‌توانند بدون زحمت روی سطوح مایع سُر بخورند و همچنین به همین دلیل است که قطرات باران شکل مشخصی دارند. این نیروی کشش سطحی آن‌قدر قوی است که وقتی قطرات آب به اندازه ۲ میلی‌متر یا کوچکتر باشند، شکل کروی خود را حفظ می‌کنند.
نیروی پیوستگی (Cohesive Force) یک ویژگی یا کنشِ مولکول‌های به‌هم‌چسبیده همسان است که موجب کشش متقابل میان آنها می‌گردد. به عبارت ساده‌تر، نیروی پیوستگی، نیرویی است که باعث می‌شود یک ماده دارای شکل گردد. برای نمونه نیروی پیوستگی میان مولکول‌های آب باعث می‌شوند تا آب در یک ظرف به صورت یکپارچه به نظر برسد.
متأسفانه قطرات بزرگتر از ۲ میلی‌متر، شکل خود را از دست می‌دهند، اما در فضا اینطور نیست. در شرایط ریزگرانش فضا، حباب‌های آب و سایر مایعات در هر اندازه‌ای، شکل کروی تقریباً کاملی به خود می‌گیرند که خیره کننده است.
ریزگرانش، اشکال جالبی را به لنزهای مایع می‌دهد
ادوارد بالابان دانشمند «آزمایش تلسکوپ سیال ناسا» (FLUTE) در مرکز تحقیقات «ایمز» کالیفرنیا برای ارزیابی اینکه آیا لنزها و آینه‌های دارای دقت بالا را می‌توان از مایعات ساخت، به دانشمندان مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا در مریلند پیوسته است.
وی توضیح داد: ما فکر کردیم که چرا از رفتار طبیعی مایعات در شرایط ریزگرانش استفاده نکنیم و آن را در ساخت تلسکوپ‌های مقیاس بزرگی که تا پیش از این تصورشان دشوار بود یا اجزای نوری فضایی که می‌توانند انواع کاربردها را داشته باشند، به کار نبریم. وی افزود: مایعات در شرایط ریزگرانش، اشکالی به خود می‌گیرند که برای ساختن عدسی‌ها (لنزها) و آینه‌ها مفید هستند، بنابراین اگر آنها را در فضا بسازیم، می‌توان از آنها برای ساخت تلسکوپ‌هایی استفاده کرد که به طور چشمگیری بزرگتر از آنچه قبلا تصور می‌شد، استفاده کرد.
اما قبل از اینکه این تلسکوپ جدید برای اسکن ستارگان به فضا منتقل شود، تیم ناسا قصد دارد آزمایش‌هایی را روی زمین انجام دهد. پروفسور موران برکوویچی می‌گوید: مایعات نه تنها برای ایجاد خود لنزها، بلکه به عنوان مکانیزمی برای از بین بردن اثر گرانش در آزمایش روی زمین مفید هستند.
لنزهای مایع در ایستگاه فضایی بین‌المللی آزمایش خواهند شد
والری فرومکین، دانشمند دیگری که روی روش مورد استفاده این تیم تحقیقاتی کار می‌کند، توضیح داد: ما با تزریق مایعی که می‌توان آن را جامد کرد به قاب‌های کروی غوطه‌ور در آب توانستیم لنزهای مایع کاربردی را ایجاد کنیم.
وی افزود: پلیمرها که در سالن‌های ناخن برای ساختن ناخن‌های اکریلیک یا در چسب‌های قوی استفاده می‌شوند، یک انتخاب طبیعی برای مواد سازنده این لنزها هستند. وی ادامه داد: ترفند این است که مطمئن شویم که آب دقیقاً با پلیمری که ما تزریق می‌کنیم، چگالی یکسانی دارد، به طوری که "نیروهای شناوری" دقیقاً با نیروهای گرانشی مقابله می‌کنند تا شرایط بی‌وزنی را شبیه‌سازی کنند.
نیروی شناوری (Buoyancy force) نیرویی است که توسط یک سیال به جسم غوطه‌ور در آن به سمت بالا وارد می‌شود و با نیروی وزن مقابله می‌کند. دو پرواز سهمی‌وار با هواپیما که شرایط ریزگرانش را شبیه‌سازی می‌کند، فرصتی را برای آزمایش ایده‌های این تیم در دسامبر ۲۰۲۱ فراهم کرد که منجر به ۵۰ دوره ۱۵ تا ۲۰ ثانیه‌ای از شرایط ریزگرانش شد.
برکوویچی گفت: این زمان برای ما کافی بود تا لنزهای مایع خود را بسازیم و در چند ثانیه توانستیم یک عدسی مایع بسازیم، تا زمانی که هواپیما دوباره اوج گرفت و گرانش به شرایط عادی بازگشت. وی افزود: با آزمایش‌های آتی روی ایستگاه فضایی بین‌المللی، انتظار داریم این سطوح صاف و صیقلی ایجاد شود و در واقع لنزها و آینه‌های عالی برای آینده تلسکوپ‌های فضایی و دنیای نجوم ایجاد شود.