Uzayın derinliklerine bakmak için teleskoplarımızı büyütmek zorundayız. Lakin bu büyüklük, günümüz teknolojisinin sonlarını zorluyor. James Webb Uzay Teleskobu’nun 6,5 metrelik aynası bile roketle taşınabilirliğin eşiğine ulaşmış durumda. Pekala ya teleskop aynası camdan değil de sıvıdan yapılmış olsaydı? NASA ve Technion Üniversitesi’nin ortak projesi FLUTE (Fluidic Telescope) tam da bu fikir üzerine şurası. Projenin temelinde, mikro yerçekimsiz ortamda sıvıların yüzey tansiyonuyla doğal olarak kusursuz global formlar oluşturma özelliği yatıyor. Bu da teleskop aynası için ülkü bir yapı sağlıyor.
Aynalar cam değil de sıvı olursa?
FLUTE konsepti, 50 metre çapında sıvıdan oluşan bir teleskop aynası öngörüyor. Bu, bir futbol alanından geniş ve James Webb’in aynasından neredeyse sekiz kat büyük. Lakin bu türlü bir sıvı aynanın fonksiyonelliği konusunda önemli sorular vardı. Bilhassa teleskop farklı gök cisimlerine yönelmek için döndüğünde, sıvı yüzeyin nasıl etkileneceği meçhuldü.
Bu sorunu ele alan bilim insanları, teorik modellemeler ve laboratuvar deneyleriyle bu aynaların davranışını inceledi. Yaptıkları tahlillere nazaran, sıvı ayna dönüş sırasında mikrometre seviyesinde bozulsa da, bu bozulmalar aynanın merkezine çok yavaş ulaşıyor. Hatta 10 yıl boyunca her gün yapılan hareketlerde bile aynanın iç yüzde 80’lik kısmı yüksek optik kaliteyi koruyor.
Deneylerle test edildi
Araştırma, bu tıp teleskopların bir “manevra bütçesi” ile çalışması gerektiğini de ortaya koyuyor. Yani, teleskopun yapabileceği toplam istikamet değiştirme ölçüsü sonlu olacak. Değişik bir halde, çalışma çok taraflı küçük hareketlerin, büyük tek hareketlerden daha yeterli sonuçlar verdiğini gösterdi. Zira küçük hareketler daha az simetrik bozulma desenleri oluşturuyor ve bu desenler optik olarak düzeltilmeye daha elverişli. Araştırmacılar bu teorik öngörüleri doğrulamak için laboratuvarda temassız elektromanyetik kuvvetlerle sıvı sinemalar üzerinde denetimli bozulmalar oluşturarak deneyler gerçekleştirdi. Her ne kadar deney düzeneği teleskobun ölçeğinden çok daha küçük olsa da, elde edilen bilgiler, geliştirilen matematiksel modelin sıvı dinamiklerini hakikat formda öngörebildiğini kanıtladı.
Yeni jenerasyon teleskoplar kendi kendini onarabilir
Araştırmanın en çarpıcı taraflarından biri, sıvı aynaların sadece daha büyük değil, birebir vakitte daha esnek teleskoplara da kapı aralaması. Bu aynalar, müşahede misyonuna nazaran kendini şekillendirebilir, optik hataları düzeltebilir ve hatta mikrometeor çarpmalarından sonra kendini “onarabilir.”
Her ne kadar teorik altyapı sağlam olsa da, sıvının uzayda taşınması ve denetimi hala önemli mühendislik problemleri barındırıyor. Lakin bu çalışma, bu cins teleskopların onlarca yıl boyunca vazife yapabileceğini ve hatta sıfırdan yine şekillendirilebileceğini gösteriyor. 2030’lu yıllar ve sonrasında fırlatılması planlanan yeni kuşak uzay teleskopları için FLUTE, klâsik cam işçiliğinden akışkan fiziği temelli dizaynlara geçişin habercisi olabilir.
