Astronomie

Článků v rubrice: 111

Nové technologie pro obří kosmický dalekohled XEUS

První astrofyzikální družice Evropské kosmické agentury ESA s oficiální českou účastí INTEGRAL je od října 2002 na oběžné dráze a slouží světové astronomické komunitě. Sedm let jsme se podíleli na její přípravě a nyní se účastníme na analýze a interpretaci získaných dat.

Dobré zkušenosti s naší prací přispěly k tomu, že jsme nyní přizváni k účasti na dalším právě začínajícím projektu ESA, ještě rozsáhlejším než byl INTEGRAL. XEUS by se měl stát největším projektem evropské kosmické astrofyziky (s rozpočtem 2 miliardy euro a startem v roce 2016) a současně i největším kosmickým dalekohledem v historii. Půjde o gigantický kosmický rentgenový dalekohled s čtvercovou vstupní aperturou 6,4 × 6,4 m a ohniskové vzdálenosti 50 m. To už je příliš na to, aby měl takový dalekohled tubus, a tak budou XEUS tvořit dvě oddělené družice letící ve formaci o vzájemné vzdálenosti 50 m. První družice ponese optiku, obří rentgenový objektiv, druhá detektory, sluneční baterie a elektroniku. Předpokládá se, že kosmický teleskop XEUS bude ve vesmíru pracovat až 25 let (mnohem déle než je u běžných kosmických projektů obvyklé) a stane se po tu dobu klíčovým pozorovacím přístrojem nejen evropských astronomů.

Tentokrát máme unikátní šanci podílet se přímo na optickém systému teleskopu. Jak jsme se k něčemu takovému dostali?

RENTGENOVÉ DALEKOHLEDY
Dalekohledy pracující v rentgenovém světle musí mít úplně jinou optiku než normální teleskopy pro viditelné světlo. Rentgenová optika je založena na tzv. tečném dopadu, kdy paprsek dopadá téměř tečně k povrchu, jinak se neodrazí. Takové povrchy je obtížné vyrobit, musejí být velmi přesné a hladké s mikrodrsností nepřevyšující tisícinu mm. V případě XEUSu musí být použitý materiál navíc extrémně lehký, jinak by měl obří zrcadlový systém s velkou aperturou naplněnou tisíci tenkých zrcadlových slupek obrovskou hmotnost. Optika musí navíc zobrazovat s rozlišením pouhé 2 obloukové vteřiny, jinak by se vzdálené slabé objekty (dalekohled bude mít tak vysokou citlivost, že na čtverečním stupni uvidí okolo 5000 objektů) navzájem slily!

Rentgenové objektivy pro kosmické dalekohledy se u nás vyrábějí již od roku 1971. Během let jsme odzkoušeli řadu netradičních a často nových technologií, které mohou mít velké uplatnění v budoucích projektech. Našli jsme i nové partnery ovládající unikátní technologie pro výrobu ultralehkých kosmických zrcadel jako je třeba formování tenkých skel, kovová skla, lehké keramické materiály či skelný uhlík. První zkušební modul sestavený u nás pro projekt XEUS, tvořený z tenkých rovinných, pozlacených skel o rozměrech 30 × 30 cm a tloušťce 0,75 mm, ohnutých do parabolického tvaru, vyvolal velkou pozornost na mezinárodním workshopu o projektu XEUS v Mnichově. Hustota použitého materiálu je přesně čtyřikrát menší než dosud pro tyto účely běžně užívaného niklu. V poslední době se zaměřujeme na vývoj dvou inovačních technologií – tepelného formování tenkých skel a formování křemíkových desek do přesných optických tvarů. Výsledky českého interdisciplinárního týmu zahrnujícího odborníky z Astronomického ústavu AV ČR, FJFI ČVUT, FS ČVUT, VŠCHT a firem Reflex a ON Semiconductor Czech Republic jsou celosvětově uznávané a patří ke světové špičce.

XEUS
Podle představy ESA by optický systém teleskopu XEUS mělo tvořit asi 640 000 křemíkových desek zformovaných do kuželové aproximace rentgenového objektivu typu Wolter 1. Půjde o první aplikaci křemíkových desek v kosmickém dalekohledu. Jakkoli je tato cesta slibná, je třeba ještě vyřešit řadu problémů. Křemíkové desky jsou dnes masově vyráběné pro potřeby polovodičového průmyslu a pozitivem pro jejich užití v kosmické rentgenové optice je nízká hustota při vysoce lesklém povrchu řádu pouze 0,1 nm a vysoké homogenitě tloušťky řádu pouze 1 mikrometru při typické tloušťce okolo 0,7 mm. Jejich ohyb do požadovaných optických tvarů je však extrémně obtížný.

Přizvání k spoluúčasti na projektu ESA XEUS je velmi významné v širším kontextu, protože představuje účast na vývoji velmi unikátních a inovovaných technologií, z nichž celá řada jistě nalezne i další aplikace. Slibná je i možnost získání přímých zakázek a kontraktů pro české ústavy i firmy.

René Hudec
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Termojaderná fúze na rozcestí

Kdy už je termojaderné zařízení ziskové? To nám prozradí Lawsonovo kritérium: součin hustoty plazmatu a doby jeho udržení (stability) musí být dost velký, zhruba 1020 s.m-3. Pro spojitou činnost udržujeme plazma v omezeném prostoru silným magnetickým ...

Existuje hypotetická částice X 17?

Fyzika nás učí, že existují 4 základní interakce, tedy přírodní síly, které vše ovládají a vysvětlují konstrukci světa dle současného stavu poznání - gravitace, elektromagnetická síla, slabá a silná interakce. Zdá se, že vědci jsou na stopě páté fundamentální přírodní síly.

Proč komáři koušou zrovna vás

Někteří lidé mohou sedět venku celé léto a komáři na ně takzvaně „nejdou“. Jiní se objeví za letního večera venku a okamžitě si musejí škrábat komáří kousance, přestože se koupali v repelentu. Co s tím? Důvodem je většinou neviditelná chemická clona ve vzduchu kolem nás.

Náměty do globální diskuse o energetice

World Nuclear Association ve své informační knihovně shromáždila fakta a argumenty, které bychom měli mít na zřeteli, diskutujeme-li o energetické budoucnosti. Změna klimatu není zdaleka jediným hlediskem.

Ocelová schránka pro 150 000 000 °C horké plazma

Korea dokončila první sektor vakuové komory! Málokdo mimo fúzní komunitu asi zaregistroval, co se nyní děje na jihu Francie, sto kilometrů severně od Marseille. Do vědeckého centra Cadarache se začínají svážet z celého světa gigantické supravodivé magnetické ...

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail