NASA testa lentes líquidas para construir telescópios espaciais gigantes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/04/2022

Uma ilustração mostrando o estágio final de um futuro telescópio gigante criado no espaço usando fluidos.
[Imagem: Studio Ella Maru]

Telescópios com lentes líquidas

A NASA decidiu levar adiante um conceito antigo, mas que promete revolucionar a astronomia: Construir telescópios espaciais com lentes ou espelhos líquidos.

Telescópios maiores coletam mais luz e permitem enxergar mais longe no espaço e observar objetos distantes e pouco luminosos com mais detalhes.

O problema é levar esses grandes telescópios ao espaço. É aí que entram as lentes líquidas, que podem ser montadas lá mesmo no espaço, permitindo construir telescópios muito maiores.

As lentes líquidas já são usadas em diversas aplicações aqui na Terra, incluindo microscópios e óculos, mas sempre em pequenas dimensões porque não é fácil controlar um líquido.

Só que essas dificuldades não existem no espaço.

Superfícies perfeitamente lisas

Todos os líquidos têm uma força elástica, chamada tensão superficial, que mantém sua superfície mais ou menos coesa - é essa força que permite que alguns insetos deslizem pela água sem afundar e que dá forma às gotas de água.

Na Terra, quando as gotas de água são suficientemente pequenas (2 mm ou menos), a tensão superficial supera a gravidade, e elas permanecem perfeitamente esféricas; se uma gota cresce muito, ela é esmagada sob seu próprio peso.

Mas, no espaço, bolhas de água e outros líquidos apenas oscilam levemente e então assumem uma forma esférica perfeita, independentemente de sua dimensão.

"Nós pensamos, por que não aproveitar a forma como os líquidos se comportam naturalmente na microgravidade e aplicá-la à construção de telescópios de grande escala, ou componentes ópticos fabricados no espaço que podem ter todos os tipos de usos," disse o pesquisador Edward Balaban. "Na microgravidade, os líquidos assumem formas que são úteis para fazer lentes e espelhos, então, se os fizermos no espaço, eles poderão ser usados para construir telescópios dramaticamente maiores do que se pensava ser possível."

Balaban é o coordenador do FLUTE (Fluidic Telescope Experiment, ou Experimento do Telescópio Fluídico), um projeto que está sendo realizado no Centro de Pesquisas Ames, da NASA.

Além de grandes, as lentes líquidas feitas no espaço deverão ter uma excelente qualidade superficial, comparável ou até melhor do que a obtida com os melhores métodos de polimento, mas fabricadas em uma pequena fração do tempo e do custo das lentes convencionais.

A astronauta Karen Nyberg observa uma bolha de água flutuando livremente entre ela e a câmera, mostrando sua imagem refratada na gota.
[Imagem: NASA]

Lentes espaciais

Depois de testar os princípios básicos da construção de lentes líquidas em voos parabólicos, que simulam a microgravidade, a equipe agora está ansiosa pelo início dos experimentos a serem realizados pela missão Axiom-1 a bordo da Estação Espacial Internacional.

O experimento, desta vez ocorrendo inteiramente em microgravidade, usará polímeros líquidos para formar as lentes, que então serão endurecidas usando luz UV ou elevação de temperatura ainda em órbita. As lentes prontas retornarão à Terra, onde os pesquisadores as estudarão e avaliarão o funcionamento da técnica e o rendimento dos materiais utilizados.

"Esperamos que esta abordagem crie superfícies perfeitamente moldadas e lisas: As melhores superfícies para se transformar em espelhos," disse Vivek Dwivedi, membro da equipe.

Depois de conseguir fabricar lentes e espelhos, a equipe então poderá iniciar o projeto de um protótipo de um telescópio usando as lentes líquidas feitas no espaço, sem precisar endurecê-las e trazê-las de volta à superfície.

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