Verformbare Spiegel könnten uns den Blick auf erdähnliche Planeten ermöglichen
Forscher sind schon seit geraumer Zeit auf der Suche nach Planeten, die unserer Erde ähneln. Eine besondere Herausforderung dabei ist, dass diese Planeten oft relativ nahe an ihren Sternen liegen, da in diesen Bereichen das Klima auf den Planeten potenziell lebensfreundlich sein könnte.
Die Nähe zu ihren Sternen stellt für Astronomen, die diese Planeten in anderen Sonnensystemen beobachten möchten, allerdings ein Problem dar: Das helle Licht der Sterne überstrahlt die Planeten, was ihre Beobachtung mit Teleskopen enorm erschwert.
Hier bieten verformbare Spiegel eine innovative Lösung. Sie sind ein entscheidender Bestandteil der nächsten Generation von Weltraumteleskopen, da sie speziell dazu entwickelt werden, das Blendproblem zu minimieren und somit die Sicht auf diese fernen erdähnlichen Planeten zu verbessern.
So funktionieren die verformbaren Spiegel
Das Roman Space Telescope der Nasa, das im Mai 2027 ins All starten soll, wird mit einem innovativen verformbaren Spiegel ausgestattet sein, um nach neuen Welten zu suchen, wie die Weltraumbehörde berichtet.
Diese Spiegel sind darauf ausgelegt, den Pfad des einfallenden Lichts anzupassen, indem sie ihre Form mithilfe von mechanischen Stellgliedern – sogenannten Aktuatoren – verändern.
Diese Anpassung ermöglicht es, optische Störungen auszugleichen, die durch Ungenauigkeiten, Fehlausrichtungen oder Defekte im Teleskop entstehen können. Der Einsatz dieser Technik im Weltraum bringt aber eigene Herausforderungen mit sich.
Die Spiegel sind ein wichtiges Instrument. (Foto: NASA)
Im All müssen die Spiegel die Störungen ausgleichen, die durch das Aufheizen und Abkühlen der Instrumente entstehen. Eine besonders wichtige Aufgabe der Spiegel ist es, das blendende Licht des Sterns auszufiltern und gleichzeitig das schwächere Licht des Planeten einzufangen, was enorm präzise Bewegungen der Spiegel erfordert.
Um diese Präzision zu erreichen, benötigt jeder Aktuator eine Hochspannungsverbindung, was eine zusätzliche Herausforderung für die Ingenieure darstellt.
2 Kandidaten im Rennen
Die Aktuatoren sind ein entscheidendes Element der beweglichen Spiegel, weshalb derzeit zwei verschiedene Technologien in Betracht gezogen werden. Die erste Technologie ist die elektrostriktive Technologie, bei der der Aktuator mechanisch mit der reflektierenden Oberfläche des verformbaren Spiegels verbunden wird. Sobald eine Spannung an diesen Aktuator angelegt wird, zieht er sich zusammen und verändert dadurch die Oberfläche des Spiegels.
Die zweite Technologie sind elektrostatisch angetriebene mikro-elektro-mechanische Systeme. Hierbei wird die Spiegeloberfläche durch eine elektrostatische Kraft, die zwischen einer Elektrode und dem Spiegel wirkt, verformt.
Um zu bestimmen, welche dieser Technologien sich besser für den Einsatz im Weltraum eignet, müssen sie ausführlich unter weltraumähnlichen Bedingungen getestet werden.
