Prof. Moran Bercovici และ Dr. Valeri Frumkin ได้พัฒนาเทคโนโลยีราคาถูกสำหรับการผลิตเลนส์สายตา และเป็นไปได้ที่จะผลิตแว่นตาสำหรับประเทศกำลังพัฒนาหลายแห่งที่ไม่มีแว่นตานาซ่าบอกว่าสามารถใช้ทำกล้องโทรทรรศน์อวกาศได้
วิทยาศาสตร์มักจะก้าวหน้าในขั้นเล็กๆมีการเพิ่มข้อมูลเล็กๆ น้อยๆ ในการทดสอบใหม่แต่ละครั้งเป็นเรื่องยากที่ความคิดง่ายๆ ที่ปรากฏในสมองของนักวิทยาศาสตร์จะนำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญโดยไม่ใช้เทคโนโลยีใดๆแต่นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับวิศวกรชาวอิสราเอลสองคนที่พัฒนาวิธีการผลิตเลนส์สายตาแบบใหม่
ระบบนี้เรียบง่าย ราคาถูก และแม่นยำ และอาจส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อประชากรมากถึงหนึ่งในสามของโลกนอกจากนี้ยังอาจเปลี่ยนโฉมหน้าของการวิจัยอวกาศในการออกแบบ นักวิจัยต้องการเพียงกระดานไวท์บอร์ด ปากกามาร์คเกอร์ ยางลบ และโชคเล็กๆ น้อยๆ เท่านั้น
ศาสตราจารย์ Moran Bercovici และ Dr. Valeri Frumkin จากแผนกวิศวกรรมเครื่องกลของสถาบันเทคโนโลยี Technion-Israel ในไฮฟาเชี่ยวชาญด้านกลศาสตร์ของไหล ไม่ใช่เลนส์แต่เมื่อหนึ่งปีครึ่งที่แล้ว ที่งาน World Laureate Forum ในเซี่ยงไฮ้ Berkovic ได้นั่งกับ David Ziberman นักเศรษฐศาสตร์ชาวอิสราเอล
Zilberman เป็นผู้ได้รับรางวัล Wolf Prize และตอนนี้ที่ University of California, Berkeley เขาได้พูดคุยเกี่ยวกับงานวิจัยของเขาในประเทศกำลังพัฒนาBercovici อธิบายการทดลองของเหลวของเขาจากนั้น Ziberman ก็ถามคำถามง่ายๆ ว่า “คุณใช้สิ่งนี้ทำแว่นตาได้ไหม”
“เมื่อคุณนึกถึงประเทศกำลังพัฒนา คุณมักจะนึกถึงมาลาเรีย สงคราม ความหิวโหย” เบอร์โควิชกล่าว“แต่ Ziberman พูดบางอย่างที่ฉันไม่รู้เลย ผู้คน 2.5 พันล้านคนในโลกต้องการแว่นตา แต่หาซื้อไม่ได้นี่เป็นตัวเลขที่น่าทึ่งมาก”
Bercovici กลับบ้านและพบว่ารายงานจาก World Economic Forum ยืนยันตัวเลขนี้แม้ว่าการทำแว่นตาแบบธรรมดาจะมีค่าใช้จ่ายเพียงไม่กี่ดอลลาร์ แต่แว่นตาราคาถูกไม่ได้ผลิตหรือจำหน่ายในส่วนต่างๆ ของโลก
ผลกระทบมีมากมาย ตั้งแต่เด็กที่มองไม่เห็นกระดานดำในโรงเรียน ไปจนถึงผู้ใหญ่ที่สายตาเสื่อมมากจนตกงานนอกเหนือจากการทำร้ายคุณภาพชีวิตของผู้คนแล้ว ค่าใช้จ่ายของเศรษฐกิจโลกยังคาดว่าจะสูงถึง 3 ล้านล้านเหรียญสหรัฐต่อปี
หลังการสนทนา Berkovic นอนไม่หลับในตอนกลางคืนเมื่อเขามาถึง Technion เขาได้ปรึกษาเรื่องนี้กับ Frumkin ซึ่งเป็นนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตในห้องปฏิบัติการของเขาในขณะนั้น
“เราวาดภาพบนไวท์บอร์ดแล้วมองดู” เขาเล่า“เราทราบโดยสัญชาตญาณว่าเราไม่สามารถสร้างรูปร่างนี้ด้วยเทคโนโลยีการควบคุมของเหลวของเราได้ และเราต้องการทราบสาเหตุ”
รูปทรงทรงกลมเป็นพื้นฐานของออปติกเนื่องจากเลนส์ทำมาจากเลนส์เหล่านี้ตามทฤษฎีแล้ว Bercovici และ Frumkin รู้ดีว่าพวกเขาสามารถสร้างโดมทรงกลมจากพอลิเมอร์ (ของเหลวที่แข็งตัวแล้ว) เพื่อทำเลนส์ได้แต่ของเหลวยังคงเป็นทรงกลมในปริมาณน้อยเท่านั้นเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้น แรงโน้มถ่วงจะบีบให้เป็นแอ่งน้ำ
“สิ่งที่เราต้องทำคือกำจัดแรงโน้มถ่วง” Bercovici อธิบายและนี่คือสิ่งที่เขากับฟรัมกินทำหลังจากศึกษากระดานไวท์บอร์ดของพวกเขาแล้ว Frumkin ก็เกิดแนวคิดง่ายๆ ขึ้น แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าทำไมไม่มีใครเคยคิดเรื่องนี้มาก่อน หากวางเลนส์ไว้ในห้องของเหลว ผลกระทบของแรงโน้มถ่วงก็สามารถขจัดออกไปได้สิ่งที่คุณต้องทำคือตรวจสอบให้แน่ใจว่าของเหลวในห้อง (เรียกว่าของเหลวที่ลอยตัว) มีความหนาแน่นเท่ากันกับโพลีเมอร์ที่ใช้ทำเลนส์ จากนั้นโพลีเมอร์จะลอย
สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งคือการใช้ของเหลวที่ไม่ผสมสองชนิด ซึ่งหมายความว่าจะไม่ผสมกัน เช่น น้ำมันและน้ำ“พอลิเมอร์ส่วนใหญ่มีลักษณะเหมือนน้ำมันมากกว่า ดังนั้นของเหลวลอยตัวที่เป็นเอกพจน์ของเราก็คือน้ำ” Bercovici กล่าว
แต่เนื่องจากน้ำมีความหนาแน่นต่ำกว่าพอลิเมอร์ ความหนาแน่นของมันจึงต้องเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเพื่อให้พอลิเมอร์ลอยได้ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงใช้เกลือ น้ำตาล หรือกลีเซอรีนจากวัสดุที่แปลกใหม่น้อยกว่าBercovici กล่าวว่าองค์ประกอบสุดท้ายของกระบวนการคือโครงแข็งซึ่งฉีดโพลีเมอร์เพื่อให้สามารถควบคุมรูปแบบได้
เมื่อโพลีเมอร์ไปถึงรูปแบบสุดท้าย โพลีเมอร์จะบ่มโดยใช้รังสีอัลตราไวโอเลตและกลายเป็นเลนส์แข็งในการทำกรอบ นักวิจัยใช้ท่อน้ำเสียธรรมดา ตัดเป็นวงแหวน หรือจานเพาะเชื้อที่ตัดจากด้านล่าง“เด็กคนใดก็ทำเองได้ที่บ้าน ส่วนฉันกับลูกสาวก็ทำเองที่บ้าน” เบอร์โควิชีกล่าว“ตลอดหลายปีที่ผ่านมา เราได้ทำสิ่งต่างๆ มากมายในห้องปฏิบัติการ ซึ่งบางอย่างก็ซับซ้อนมาก แต่ไม่ต้องสงสัยเลยว่านี่เป็นสิ่งที่ง่ายและง่ายที่สุดที่เราทำบางทีสิ่งที่สำคัญที่สุด”
Frumkin สร้างช็อตแรกของเขาในวันเดียวกับที่เขาคิดถึงวิธีแก้ปัญหา“เขาส่งรูปมาให้ฉันทาง WhatsApp” Berkovic เล่า“เมื่อมองย้อนกลับไป เลนส์นี้เป็นเลนส์ที่เล็กและน่าเกลียดมาก แต่เรามีความสุขมาก”Frumkin ยังคงศึกษาสิ่งประดิษฐ์ใหม่นี้ต่อไป“สมการแสดงให้เห็นว่าเมื่อคุณเอาแรงโน้มถ่วงออกไป ไม่สำคัญว่าเฟรมจะยาว 1 เซนติเมตรหรือหนึ่งกิโลเมตรขึ้นอยู่กับปริมาณของวัสดุ คุณจะได้รูปร่างที่เหมือนกันเสมอ”
นักวิจัยทั้งสองยังคงทดลองกับส่วนผสมลับรุ่นที่สอง นั่นคือ ถังม็อบ และใช้เพื่อสร้างเลนส์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ซม. ซึ่งเหมาะสำหรับกล้องโทรทรรศน์ราคาของเลนส์จะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามเส้นผ่านศูนย์กลาง แต่ด้วยวิธีการใหม่นี้ ไม่ว่าขนาดใด สิ่งที่คุณต้องมีก็คือพอลิเมอร์ราคาถูก น้ำ เกลือ (หรือกลีเซอรีน) และแม่พิมพ์วงแหวน
รายการส่วนผสมแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในวิธีการผลิตเลนส์แบบดั้งเดิมซึ่งแทบไม่เปลี่ยนแปลงเลยเป็นเวลา 300 ปีในขั้นตอนเริ่มต้นของกระบวนการแบบดั้งเดิม แผ่นแก้วหรือพลาสติกจะถูกกราวด์ด้วยเครื่องจักรตัวอย่างเช่น เมื่อทำการผลิตเลนส์แว่นตา วัสดุประมาณ 80% จะสูญเปล่าโดยใช้วิธีการที่ออกแบบโดย Bercovici และ Frumkin แทนที่จะบดวัสดุที่เป็นของแข็ง ของเหลวจะถูกฉีดเข้าไปในเฟรม เพื่อให้เลนส์สามารถผลิตได้โดยไม่ทำให้เกิดของเสียโดยสมบูรณ์วิธีนี้ไม่จำเป็นต้องขัด เนื่องจากแรงตึงผิวของของไหลสามารถรับประกันได้ว่าพื้นผิวจะเรียบมาก
Haaretz เยี่ยมชมห้องปฏิบัติการของ Technion ซึ่งนักศึกษาปริญญาเอก Mor Elgarisi ได้สาธิตกระบวนการนี้เขาฉีดโพลีเมอร์เข้าไปในวงแหวนในห้องของเหลวขนาดเล็ก ฉายรังสีด้วยหลอด UV และมอบถุงมือผ่าตัดคู่หนึ่งให้ฉันในอีกสองนาทีต่อมาฉันจุ่มมือลงไปในน้ำอย่างระมัดระวังและดึงเลนส์ออกมา“แค่นั้น การประมวลผลจบลงแล้ว” Berkovic ตะโกน
เลนส์มีความเรียบเนียนในการสัมผัสนี่ไม่ใช่แค่ความรู้สึกส่วนตัวเท่านั้น Bercovici กล่าวว่าแม้จะไม่มีการขัดเงา ความหยาบผิวของเลนส์ที่ทำโดยใช้วิธีโพลีเมอร์ก็น้อยกว่าหนึ่งนาโนเมตร (หนึ่งในพันล้านของเมตร)“พลังแห่งธรรมชาติสร้างคุณสมบัติพิเศษด้วยตัวมันเอง และพวกมันก็เป็นอิสระ” เขากล่าวในทางตรงกันข้าม กระจกออปติคัลได้รับการขัดเกลาที่ 100 นาโนเมตร ในขณะที่กระจกของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ซึ่งเป็นเรือธงของนาซ่านั้นได้รับการขัดเกลาเป็น 20 นาโนเมตร
แต่ไม่ใช่ทุกคนที่เชื่อว่าวิธีการอันสง่างามนี้จะเป็นผู้กอบกู้ผู้คนหลายพันล้านคนทั่วโลกศาสตราจารย์ Ady Arie จาก School of Electrical Engineering ของมหาวิทยาลัย Tel Aviv ชี้ให้เห็นว่าวิธีการของ Bercovici และ Frumkin ต้องใช้แม่พิมพ์ทรงกลมสำหรับฉีดโพลีเมอร์เหลว ตัวโพลีเมอร์เอง และหลอดอัลตราไวโอเลต
“สิ่งเหล่านี้ไม่มีในหมู่บ้านอินเดีย” เขาชี้ให้เห็นอีกประเด็นหนึ่งที่หยิบยกขึ้นมาโดยผู้ก่อตั้ง SPO Precision Optics และรองประธานฝ่าย R&D Niv Adut และหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของบริษัท Dr. Doron Sturlesi (ทั้งคู่คุ้นเคยกับงานของ Bercovici) ก็คือการเปลี่ยนกระบวนการเจียรด้วยการหล่อพลาสติกจะทำให้ยากต่อการปรับเลนส์ให้เข้ากับ ความต้องการคนของมัน.
เบอร์โควิชไม่ตื่นตระหนก“การวิพากษ์วิจารณ์เป็นส่วนพื้นฐานของวิทยาศาสตร์ และการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเราในปีที่ผ่านมานั้นส่วนใหญ่มาจากผู้เชี่ยวชาญที่ผลักดันเราจนมุม” เขากล่าวเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการผลิตในพื้นที่ห่างไกล เขากล่าวเสริมว่า: “โครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นในการผลิตแว่นตาโดยใช้วิธีการแบบเดิมนั้นมีขนาดใหญ่มากคุณต้องการโรงงาน เครื่องจักร และช่างเทคนิค และเราต้องการแค่โครงสร้างพื้นฐานขั้นต่ำเท่านั้น”
Bercovici แสดงให้เราเห็นหลอดรังสีอัลตราไวโอเลตสองดวงในห้องปฏิบัติการของเขา: “อันนี้มาจาก Amazon และมีราคา $4 และอีกหลอดมาจาก AliExpress และมีราคา $1.70หากคุณไม่มี คุณสามารถใช้ Sunshine ได้ตลอดเวลา” เขาอธิบายพอลิเมอร์ล่ะ?“ขวดขนาด 250 มล. ขายในราคา 16 ดอลลาร์ใน Amazonเลนส์โดยเฉลี่ยต้องใช้ 5 ถึง 10 มล. ดังนั้นต้นทุนของโพลีเมอร์จึงไม่ใช่ปัจจัยที่แท้จริงเช่นกัน”
เขาเน้นว่าวิธีการของเขาไม่จำเป็นต้องใช้แม่พิมพ์เฉพาะสำหรับหมายเลขเลนส์แต่ละตัว ตามที่นักวิจารณ์อ้างแม่พิมพ์ที่เรียบง่ายเหมาะสำหรับเลนส์แต่ละหมายเลข เขาอธิบายว่า "ความแตกต่างคือปริมาณของโพลีเมอร์ที่ฉีดเข้าไป และเพื่อสร้างกระบอกสำหรับแว่นตา ทั้งหมดที่จำเป็นก็คือการยืดแม่พิมพ์เล็กน้อย"
Bercovici กล่าวว่าส่วนที่มีราคาแพงเพียงอย่างเดียวของกระบวนการนี้คือระบบอัตโนมัติของการฉีดโพลีเมอร์ ซึ่งต้องทำอย่างแม่นยำตามจำนวนเลนส์ที่ต้องการ
“ความฝันของเราคือการสร้างผลกระทบในประเทศด้วยทรัพยากรน้อยที่สุด” Bercovici กล่าวแม้ว่าจะนำแก้วราคาถูกไปยังหมู่บ้านที่ยากจนได้ แม้ว่านี่จะยังไม่แล้วเสร็จก็ตาม แต่แผนของเขานั้นใหญ่กว่ามาก“เช่นเดียวกับสุภาษิตที่มีชื่อเสียงนั้น ฉันไม่ต้องการให้ปลาแก่พวกเขา ฉันต้องการสอนวิธีตกปลาให้พวกเขาด้วยวิธีนี้ผู้คนจะสามารถทำแว่นตาของตัวเองได้” เขากล่าว“จะสำเร็จไหม?เวลาเท่านั้นที่จะให้คำตอบ”
Bercovici และ Frumkin อธิบายกระบวนการนี้ในบทความเมื่อประมาณ 6 เดือนที่แล้วใน Flow ฉบับพิมพ์ครั้งแรก ซึ่งเป็นวารสารเกี่ยวกับการใช้งานกลศาสตร์ของไหลที่ตีพิมพ์โดย University of Cambridgeแต่ทีมงานไม่ได้ตั้งใจจะใช้เลนส์สายตาธรรมดาๆบทความอื่นที่ตีพิมพ์ในนิตยสาร Optica เมื่อไม่กี่สัปดาห์ก่อนได้อธิบายวิธีการใหม่สำหรับการผลิตส่วนประกอบทางแสงที่ซับซ้อนในด้านออปติกรูปแบบอิสระส่วนประกอบทางแสงเหล่านี้ไม่นูนหรือเว้า แต่ถูกหล่อหลอมให้เป็นพื้นผิวภูมิประเทศ และแสงจะถูกฉายรังสีไปยังพื้นผิวของพื้นที่ต่างๆ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการส่วนประกอบเหล่านี้สามารถพบได้ในแว่นตา multifocal, หมวกกันน็อคนักบิน, ระบบโปรเจ็กเตอร์ขั้นสูง, ระบบเสมือนจริงและความเป็นจริงเสริม, และที่อื่นๆ
การผลิตส่วนประกอบรูปแบบอิสระโดยใช้วิธีการที่ยั่งยืนนั้นซับซ้อนและมีราคาแพง เนื่องจากยากต่อการบดและขัดพื้นผิวของชิ้นงานดังนั้น ส่วนประกอบเหล่านี้ในปัจจุบันจึงมีการใช้งานที่จำกัด"มีการตีพิมพ์เชิงวิชาการเกี่ยวกับการใช้งานที่เป็นไปได้ของพื้นผิวดังกล่าว แต่สิ่งนี้ยังไม่ได้สะท้อนให้เห็นในการใช้งานจริง" Bercovici อธิบายในรายงานฉบับใหม่นี้ ทีมห้องปฏิบัติการที่นำโดย Elgarisi ได้แสดงวิธีควบคุมรูปแบบพื้นผิวที่สร้างขึ้นเมื่อฉีดของเหลวโพลีเมอร์โดยการควบคุมรูปแบบของเฟรมสามารถสร้างเฟรมได้โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติBercovici กล่าวว่า "เราไม่ทำสิ่งต่างๆ กับถังถูพื้นอีกต่อไปแล้ว แต่ก็ยังทำได้ง่ายๆ
Omer Luria วิศวกรวิจัยของห้องปฏิบัติการ ชี้ให้เห็นว่าเทคโนโลยีใหม่นี้สามารถผลิตเลนส์ที่เรียบเป็นพิเศษพร้อมภูมิประเทศที่เป็นเอกลักษณ์ได้อย่างรวดเร็ว"เราหวังว่าจะสามารถลดต้นทุนและเวลาในการผลิตส่วนประกอบออปติคัลที่ซับซ้อนได้อย่างมาก" เขากล่าว
ศาสตราจารย์ Arie เป็นหนึ่งในบรรณาธิการของ Optica แต่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการทบทวนบทความ“นี่เป็นงานที่ดีมาก” อาลีกล่าวถึงงานวิจัย“ในการผลิตพื้นผิวออปติคัลแอสเฟอริก วิธีการปัจจุบันใช้แม่พิมพ์หรือการพิมพ์ 3 มิติ แต่ทั้งสองวิธีสร้างพื้นผิวที่เรียบและมีขนาดใหญ่เพียงพอได้ยากภายในกรอบเวลาที่เหมาะสม”Arie เชื่อว่าวิธีการใหม่นี้จะช่วยสร้าง Prototype ของส่วนประกอบที่เป็นทางการ“สำหรับการผลิตชิ้นส่วนจำนวนมากในเชิงอุตสาหกรรม วิธีที่ดีที่สุดคือการเตรียมแม่พิมพ์ แต่เพื่อทดสอบแนวคิดใหม่อย่างรวดเร็ว นี่เป็นวิธีที่น่าสนใจและสง่างาม” เขากล่าว
SPO เป็นหนึ่งในบริษัทชั้นนำของอิสราเอลในด้านพื้นผิวอิสระตาม Adut และ Sturlesi วิธีการใหม่มีข้อดีและข้อเสียพวกเขากล่าวว่าการใช้พลาสติกจำกัดความเป็นไปได้ เนื่องจากพลาสติกไม่ทนทานในอุณหภูมิที่สูงเกินไป และความสามารถในการบรรลุคุณภาพที่เพียงพอสำหรับช่วงสีทั้งหมดนั้นมีจำกัดสำหรับข้อดี พวกเขาชี้ให้เห็นว่าเทคโนโลยีมีศักยภาพในการลดต้นทุนการผลิตเลนส์พลาสติกที่ซับซ้อน ซึ่งใช้ในโทรศัพท์มือถือทุกรุ่นได้อย่างมาก
Adut และ Sturlesi กล่าวเสริมว่าด้วยวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม เส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์พลาสติกนั้นถูกจำกัด เนื่องจากยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใด เลนส์ก็จะยิ่งมีความเที่ยงตรงน้อยลงเท่านั้นพวกเขากล่าวว่าตามวิธีการของ Bercovici การผลิตเลนส์ในของเหลวสามารถป้องกันการบิดเบือน ซึ่งสามารถสร้างส่วนประกอบออปติคัลที่ทรงพลังมากได้ ไม่ว่าจะในด้านของเลนส์ทรงกลมหรือเลนส์แบบฟรีฟอร์ม
โครงการที่คาดไม่ถึงที่สุดของทีมงาน Technion คือการเลือกผลิตเลนส์ขนาดใหญ่ทั้งหมดนี้เริ่มต้นด้วยการสนทนาโดยไม่ได้ตั้งใจและคำถามที่ไร้เดียงสา“มันเป็นเรื่องของผู้คน” Berkovic กล่าวเมื่อเขาถาม Berkovic เขากำลังบอก Dr. Edward Baraban นักวิทยาศาสตร์การวิจัยของ NASA ว่าเขารู้จักโครงการของเขาที่ Stanford University และเขารู้จักเขาที่ Stanford University: “คุณคิดว่าคุณทำได้ คุณทำเลนส์ดังกล่าวสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ?”
“มันฟังดูเหมือนเป็นความคิดที่บ้าบอ” Berkovic เล่า “แต่มันก็ตราตรึงอยู่ในใจของผม”หลังจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการเสร็จเรียบร้อยแล้ว นักวิจัยชาวอิสราเอลตระหนักว่าวิธีการนี้สามารถนำไปใช้ในอวกาศได้ด้วยวิธีเดียวกันท้ายที่สุด คุณสามารถบรรลุสภาวะไร้น้ำหนักโดยไม่จำเป็นต้องใช้ของเหลวที่ลอยตัว“ฉันโทรหาเอ็ดเวิร์ดและบอกเขาว่าใช้ได้!”
กล้องโทรทรรศน์อวกาศมีข้อได้เปรียบเหนือกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินอย่างมาก เนื่องจากไม่ได้รับผลกระทบจากมลภาวะในชั้นบรรยากาศหรือแสงปัญหาที่ใหญ่ที่สุดของการพัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศคือขนาดของมันถูกจำกัดด้วยขนาดของตัวปล่อยบนโลกปัจจุบันกล้องโทรทรรศน์มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 40 เมตรกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมีกระจกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ในขณะที่กล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์มีกระจกเส้นผ่านศูนย์กลาง 6.5 เมตร นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้เวลา 25 ปีจึงจะบรรลุผลสำเร็จ ซึ่งมีมูลค่า 9 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะต้องมีระบบ พัฒนาให้สามารถเปิดกล้องโทรทรรศน์ในตำแหน่งพับแล้วเปิดขึ้นในอวกาศโดยอัตโนมัติ
ในทางกลับกัน Liquid อยู่ในสถานะ "พับ" แล้วตัวอย่างเช่น คุณสามารถเติมโลหะเหลวลงในเครื่องส่งสัญญาณ เพิ่มกลไกการฉีดและวงแหวนขยาย แล้วสร้างกระจกในอวกาศ“นี่เป็นภาพลวงตา” เบอร์โควิชยอมรับ“แม่ถามผมว่า เมื่อไหร่ลูกจะพร้อม?ฉันบอกเธอว่า 'อาจจะในอีกประมาณ 20 ปีเธอบอกว่าเธอไม่มีเวลารอ”
หากความฝันนี้เป็นจริง อาจเปลี่ยนอนาคตของการวิจัยอวกาศวันนี้ Berkovic ชี้ให้เห็นว่ามนุษย์ไม่มีความสามารถในการสังเกตดาวเคราะห์นอกระบบโดยตรงนอกระบบสุริยะเนื่องจากการทำเช่นนั้นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์โลกที่ใหญ่กว่ากล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่ถึง 10 เท่าซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่
ในทางกลับกัน Bercovici กล่าวเสริมว่า Falcon Heavy ซึ่งปัจจุบันเป็น SpaceX ตัวปล่อยอวกาศที่ใหญ่ที่สุด สามารถบรรทุกของเหลวได้ 20 ลูกบาศก์เมตรเขาอธิบายว่าในทางทฤษฎีแล้ว Falcon Heavy สามารถใช้เพื่อส่งของเหลวไปยังจุดโคจร ซึ่งของเหลวสามารถใช้ทำกระจกเส้นผ่านศูนย์กลาง 75 เมตร พื้นที่ผิวและแสงที่เก็บรวบรวมจะใหญ่กว่ากระจกหลัง 100 เท่า .กล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์
นี่เป็นความฝันและจะใช้เวลานานในการตระหนักถึงมันแต่นาซ่ากำลังดำเนินการอย่างจริงจังร่วมกับทีมวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์จากศูนย์วิจัย Ames ของ NASA ซึ่งนำโดย Balaban เทคโนโลยีนี้กำลังถูกทดลองเป็นครั้งแรก
ในปลายเดือนธันวาคม ระบบที่พัฒนาโดยทีมห้องปฏิบัติการ Bercovici จะถูกส่งไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งจะมีการทดลองหลายชุดเพื่อให้นักบินอวกาศสามารถผลิตและรักษาเลนส์ในอวกาศได้ก่อนหน้านั้น จะมีการทดลองที่ฟลอริดาในสุดสัปดาห์นี้เพื่อทดสอบความเป็นไปได้ในการผลิตเลนส์คุณภาพสูงภายใต้สภาวะไร้น้ำหนัก โดยไม่จำเป็นต้องใช้ของเหลวที่ลอยตัว
การทดลองกล้องโทรทรรศน์ของไหล (FLUTE) ดำเนินการบนเครื่องบินที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำ โดยที่นั่งทั้งหมดของเครื่องบินลำนี้ถูกถอดออกสำหรับการฝึกนักบินอวกาศและถ่ายทำฉากที่มีแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ในภาพยนตร์โดยการหลบหลีกในรูปของแอนติพาราโบลาจากน้อยไปมากแล้วตกต่ำอย่างอิสระจะถูกสร้างขึ้นในเครื่องบินในช่วงเวลาสั้น ๆ“มันถูกเรียกว่า 'ดาวหางอาเจียน' ด้วยเหตุผลที่ดี” เบอร์โควิชกล่าวด้วยรอยยิ้มการตกอย่างอิสระจะใช้เวลาประมาณ 20 วินาที โดยที่แรงโน้มถ่วงของเครื่องบินใกล้ถึงศูนย์ในช่วงเวลานี้ นักวิจัยจะพยายามสร้างเลนส์เหลวและทำการวัดเพื่อพิสูจน์ว่าคุณภาพของเลนส์ดีเพียงพอ จากนั้นระนาบจะกลายเป็นแนวตรง แรงโน้มถ่วงกลับคืนมาอย่างสมบูรณ์ และเลนส์กลายเป็นแอ่งน้ำ
การทดลองนี้กำหนดไว้สำหรับสองเที่ยวบินในวันพฤหัสบดีและวันศุกร์ แต่ละเที่ยวบินมี 30 พาราโบลาBercovici และสมาชิกส่วนใหญ่ของทีมห้องปฏิบัติการ รวมทั้ง Elgarisi และ Luria และ Frumkin จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์จะเข้าร่วม
ระหว่างที่ฉันเยี่ยมชมห้องปฏิบัติการ Technion ความตื่นเต้นก็ล้นหลามบนพื้นมีกล่องกระดาษแข็ง 60 กล่องซึ่งมีชุดอุปกรณ์ขนาดเล็กทำเอง 60 ชุดสำหรับการทดลองLuria กำลังทำการปรับปรุงขั้นสุดท้ายและในนาทีสุดท้ายให้กับระบบทดลองทางคอมพิวเตอร์ที่เขาพัฒนาขึ้นเพื่อวัดประสิทธิภาพของเลนส์
ในเวลาเดียวกัน ทีมงานกำลังทำแบบฝึกหัดเกี่ยวกับจังหวะเวลาก่อนช่วงเวลาวิกฤติทีมหนึ่งยืนอยู่ที่นั่นพร้อมกับนาฬิกาจับเวลา และอีกทีมมีเวลา 20 วินาทีในการยิงบนเครื่องบินเอง สภาพจะยิ่งแย่ลงไปอีก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการตกอย่างอิสระหลายครั้งและการยกตัวขึ้นภายใต้แรงโน้มถ่วงที่เพิ่มขึ้น
ไม่ใช่แค่ทีม Technion เท่านั้นที่ตื่นเต้นBaraban หัวหน้าทีมวิจัยของ NASA's Flute Experiment กล่าวกับ Haaretz ว่า "วิธีการสร้างรูปร่างของเหลวอาจส่งผลให้กล้องโทรทรรศน์อวกาศทรงพลังซึ่งมีรูรับแสงหลายสิบหรือหลายร้อยเมตรตัวอย่างเช่น กล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวสามารถสังเกตสภาพแวดล้อมของดาวดวงอื่นได้โดยตรงดาวเคราะห์ช่วยอำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์ชั้นบรรยากาศที่มีความละเอียดสูง และอาจระบุลักษณะพื้นผิวขนาดใหญ่ได้วิธีการนี้อาจนำไปสู่การใช้งานด้านอวกาศอื่นๆ เช่น ส่วนประกอบออปติคัลคุณภาพสูงสำหรับการเก็บเกี่ยวและการส่งพลังงาน เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ และอุปกรณ์ทางการแพทย์ การผลิตอวกาศจึงมีบทบาทสำคัญในเศรษฐกิจอวกาศที่กำลังเกิดขึ้น”
ไม่นานก่อนขึ้นเครื่องบินและเริ่มต้นการผจญภัยในชีวิตของเขา Berkovic หยุดชั่วครู่ด้วยความประหลาดใจ“ฉันถามตัวเองอยู่เสมอว่าทำไมไม่มีใครคิดเรื่องนี้มาก่อน” เขากล่าว“ทุกครั้งที่ฉันไปประชุม ฉันกลัวว่าจะมีใครซักคนยืนขึ้นและบอกว่านักวิจัยชาวรัสเซียบางคนทำสิ่งนี้เมื่อ 60 ปีที่แล้วท้ายที่สุดมันเป็นวิธีง่ายๆ”
เวลาที่โพสต์: 21 ธ.ค.-2021