liquid mirror telescope (LMT)

[AerospaceNews/ExploringSpace]

http://science.howstuffworks.com/liquid-mirror-telescope.htm

요약하자면 이런거다.

나사의 허블 우주 망원경에 달린 미러 직경 94.5인치의 크기인데, James Webb Space Telescope라는 2013년에 발사 예정인 프로젝트에서는 그 2.5배인 지름 20피트 짜리 미러를 쓴댄다. 이 미러는 허블꺼에 비해서 빛을 모으는 면적이 7배나 된댄다.
나사는 그에 그치지 않고.. 더 큰 미러를 사용하는 더 큰 우주망원경을 만들고 싶어하는데,
근데 문제는.. 망원경용 미러는 엄청 정밀하게 가공되어야 하기 때문에 크기가 커질수록 가공이 말도 못하게 어려워진다는 것. 그래서 glass로 안만들고 liquid로 만드는 아이디어가 나왔댄다. 지구 궤도에서 우주를 관측하는 허블만원경과는 달리 다 표면에서 우주를 관측하는데 쓰일 예정이고  허블 마원경의 1736배의 빛을 모을 수 있댄다.

LMT도 telescope이기 때문에 작동원리, 특히 광학적 작동원리는 일반 telescope와 다를 바가 없다. primary mirror가 관측대상으로부터 오는 빛을 모으고 secondary mirror가 촛점을 맞추어서 이미지를 eyepiece에 나타나게 한다.
기존의 반사경에서는 primary mirror가 잘 깎고 광낸 유리(glass)에 알루미늄을 도포한 것이었댄다. (진공상태에서 기체화된 알루미늄을 뿌리는거.. 그러면 100나노미터 두께로 입혀진댄다.) 그런데 거울을 깎고 광내는 것이 어마어마하게 어려워서.. 머리카락 두께정도의 차이만 나도 빛이 모이지 않는댄다.

LMT는 primary를 glass가 아닌 liquid로 만드는 것인데 (Large Zenith Telescope 케이스를 예로 들자면) 액체 mercury가 회전하는 접시 위에 뿌려지면서 중력과 회전관성으로 인해 균일하고 완벽한 parabola를 만들게 된다고 한다. 가장 큰 장점은 어떠한 방해로 인해 표면이 일그러졌을때 금방 다시 원상 복귀 가능하다는 점.. glass의 경우는 표면에 기스가 난다거나 먼지가 않는다거나 하면 대략 난감하지만...

이 LMT의 기본 개념은 1850년에 Ernesto Capocci라는 이탈리안 천문학자가 처음 제시했고.. 20세기에 미국인 물리학자인 R.W.Wood라는 사람이 만들어봤다고 한다. 그렇지만 성능이 그저 그랬는데.. 요즘엔 기술이 좋아져서 mercury를 아주 얇게 입힐 수 있게 되었고 그러니까 좋은 성능이 나더라는 이야기...

LMT의 가장 큰 장점은 cost. 같은 크기의 telescope를 만드는데 glass의 100분의 1 가격밖에 들지 않는다고 한다. 단점은 mercury가 매우 toxic해서 long term health risks가 예견되고..  기울어짐으로 인해서 mercury가 쏟아질 가능성.. 등..

Lunar Liquid Mirror Telescope는 Large Zenith Telescope 와 거의 같은데.. 달 표면에 설치되어야 하므로 mercury가 아닌 다른 물질을 써야 한다. (달의 최저온도가 mercury의 어는점보다 낮아서..) 그래서 제시된 애가 ECOENG 212 라는 애인데.. 머큐리보다는 어는점이 낮지만 요구사항 (영하 136도)에는 못미쳐서.. 아직도 열심히 대체물질을 찾고 있댄다.

다른 차이점은.. 역시 달표면이라는 환경상 air bearing을 쓰지 못한다는 점. 그래서 superconductor magnetic bearing을 쓰려고 한댄다.

리퀴드 붓는건 우주인이 하고.. 구조물은 작게 만든다음에 우주상에서 전개하고.. 우주 로봇을 사용하여 구축하고.. 한다는 내용이 나온다.


근데 달 위에서 운용한다면 gravity가 엄청 작을텐데.. parabola 모양에 따른 회전속도 같은 것도 중요할거고 표면을 균일하게 계속 유지하기 위해서는 굉장히 정교한 장치가 필요할 것 같다. 특히나 처음 설치 될때...
그리고 달 표면의 지각변동이라던지 외부에서 날라오는 파티클 등도 영향을 많이 줄 거 같은데.. thermal expansion 차이도 그렇고.. 표면이 크다면 더더욱.. 예를 들어 원판중에 반만 해가 비치고 반은 밤인 상태에 있다고 하면 급격한 온도차로 인해서 한쪽 지지구조물과 반대쪽 지지구조물에 다른 thermal strain이 걸려버리고.. 그래서 기우뚱~ 해서 리퀴드 좍~ 쏟아져버리면 낭패.
제로듀어 같은 물질도 있지만 겁나게 비싸구... 흠.. 완성되면 어떻게 잘 했나 찾아봐야지~~ ^^

원문은 여기에 .

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