L’avenir de l’astronomie spatiale UV/optique/IR nécessite des télescopes toujours plus grands. Les cibles astrophysiques les plus prioritaires, y compris les exoplanètes semblables à la Terre, les étoiles de première génération et les premières galaxies, sont toutes extrêmement faibles, ce qui représente un défi permanent pour les missions actuelles et constitue une opportunité pour les télescopes de la prochaine génération :les télescopes plus grands sont le principal moyen de résoudre ce problème.
Les coûts de mission dépendant fortement du diamètre de l’ouverture, l’extension des technologies actuelles de télescopes spatiaux à des tailles d’ouverture supérieures à 10 m ne semble pas économiquement viable. Sans une avancée technologique évolutive pour les grands télescopes, les progrès futurs en astrophysique pourraient ralentir, voire s’arrêter complètement. Il existe donc un besoin de solutions rentables pour étendre les télescopes spatiaux à des tailles plus grandes.
Le projet FLUTE vise à surmonter les limites des approches actuelles en ouvrant la voie à des observatoires spatiaux dotés de miroirs primaires liquides non segmentés à grande ouverture, adaptés à une variété d'applications astronomiques. De tels miroirs seraient créés dans l'espace via une nouvelle approche basée sur la mise en forme fluidique en microgravité, qui a déjà été démontrée avec succès dans un environnement de flottabilité neutre en laboratoire, lors de vols en microgravité parabolique et à bord de la Station spatiale internationale (ISS).
Théoriquement invariante à l'échelle, cette technique a produit des composants optiques avec une superbe qualité de surface inférieure au nanomètre (RMS). Afin de rendre le concept réalisable dans les 15 à 20 prochaines années avec des technologies à court terme et un coût réaliste, nous limitons le diamètre du miroir primaire à 50 mètres.
Dans l'étude de phase I, nous :
Au cours de la phase II, nous continuerons à développer les éléments clés de notre concept de mission. Tout d'abord, nous continuerons notre analyse des architectures de cadres de miroir appropriées et la modélisation de leurs propriétés dynamiques.
Deuxièmement, nous franchirons les prochaines étapes de notre modélisation et de nos travaux expérimentaux basés sur l'apprentissage automatique pour développer des techniques d'amélioration de la réflectivité pour les liquides ioniques.
Troisièmement, nous ferons progresser les travaux de modélisation de la dynamique des miroirs liquides. En particulier, nous nous concentrerons sur la modélisation des effets d'autres types de perturbations externes (accélérations de contrôle des engins spatiaux, forces de marée et impacts de micrométéorites), ainsi que sur l'analyse et la modélisation de l'impact de l'effet thermique Marangoni sur les liquides ioniques infusés de nanoparticules. /P>
Quatrièmement, nous créerons un modèle de la chaîne optique depuis la surface du miroir liquide jusqu'aux instruments scientifiques. Cinquièmement, nous développerons davantage le concept de mission pour un observatoire à plus grande échelle, avec une ouverture de 50 m, en nous concentrant sur ses éléments les plus à risque.
Enfin, nous mûrirons le concept d'une mission de démonstration technologique d'un petit vaisseau spatial en orbite terrestre basse, en intégrant les connaissances acquises dans d'autres parties de ce travail.
Fourni par la NASA
