NASA testează metale ce se comportă diferit la căldură în cursa pentru găsirea unui nou Pământ

NASA explorează proprietățile unui aliaj metalic care se micșorează atunci când este încălzit, întrucât specialiștii din Divizia de Astrofizică a agenției aerospațiale a Statelor Unite consideră că acesta ar putea fi necesar pentru succesul viitorului Observator al Lumilor Locuibile (HWO), un telescop spațial proiectat să depisteze și observe planete de dimensiunea Pământului, relatează The Register.

Metalele se dilată atunci când sunt încălzite, iar, după cum se explică într-un mesaj publicat de NASA pe blogul său, acest lucru reprezintă o problemă pentru telescoapele spațiale deoarece dacă componentele lor se încălzesc și se dilată.

Una dintre cele mai mari probleme în cazul telescoapelor este că această dilatare poate afecta forma oglinzilor într-un mod care îngreunează observațiile.

NASA a dezvoltat deja materiale care compensează aceste efecte și le-a utilizat la Telescopul Spațial James Webb lansat în decembrie 2021, precum și la Telescopul Spațial Nancy Grace Roman, pe care agenția spațială intenționează să îl lanseze în 2027.

O problemă pentru telescoapele care studiază planetele îndepărtate

HWO, următorul proiect de telescop spațial al NASA după Nancy Grace Roman, va avea nevoie de materiale și mai rezistente. Pentru a înțelege de ce, mesajul publicat de NASA pe blogul agenției explică modul în care sunt observate exoplanetele:

„Pe măsură ce lumina trece prin atmosfera unei planete sau este reflectată ori emisă de la suprafața acesteia, telescoapele pot măsura intensitatea și spectrul (adică ‘culoarea’) luminii și pot detecta diverse variații ale luminii cauzate de gazele din atmosferă. Analizând aceste modele, oamenii de știință pot determina tipurile de gaze din atmosfera exoplanetei”.

Observarea acestor variații nu este o sarcină ușoară „deoarece exoplanetele apar foarte aproape de steaua gazdă atunci când le observăm, iar lumina stelei este de un miliard de ori mai puternică decât lumina provenită de la o exoplanetă de dimensiunea Pământului”.

Asta înseamnă că Observatorul Lumilor Locuibile „va avea nevoie de un raport de contrast de unu la un miliard (1:1.000.000.000)”, subliniază mesajul.

Pentru a atinge acest nivel de contrast, HWO va trebui să fie de 1.000 de ori mai stabil decât telescopul James Webb, care a costat 10 miliarde de dolari.

Din acest motiv, oamenii de știință de la NASA și o companie numită ALLVAR investighează un aliaj cu „expansiune termică negativă” (NTE), care se micșorează atunci când este încălzit.

NASA afirmă că primele teste au fost încununate de succes

Potrivit informațiilor publicate de NASA, „o bucată de aliaj NTE cu lungimea de 1 metru se va micșora cu 0,003 mm pentru fiecare creștere a temperaturii cu 1° C.”

„Deoarece se micșorează atunci când alte materiale se dilată, aliajul ALLVAR 30 poate fi utilizat strategic pentru a compensa dilatarea și contracția altor materiale”, se precizează în mesajul agenției aerospațiale.

Testele au oferit rezultate promițătoare: ALLVAR a construit aparent o oglindă de test montată pe suporturi dintr-un aliaj de titan care se dilată la încălzire și pe suporturi fabricate din aliajul 30. Ambele aliaje s-au comportat conform așteptărilor, aliajul 30 compensând dilatarea aliajului de titan și asigurând astfel o oglindă stabilă.

NASA consideră că testele au demonstrat și că aliajul 30 „a permis îmbunătățirea performanței comutatoarelor termice pasive și a fost folosit pentru a elimina efectele negative ale variațiilor de temperatură asupra îmbinărilor cu șuruburi și opticii infraroșii.”

Specialiștii din domeniul spațial analizează așadar modul în care aliajul 30 poate fi folosit în multe alte scenarii spațiale.

NASA a scris de asemenea că „șuruburile, saibele și distanțierele dezvoltate de ALLVAR sunt acum disponibile comercial pentru a menține o forță de strângere constantă în condiții de temperaturi extreme, atât în spațiu, cât și în medii terestre”.