ماهواره های رنگ فوق العاده سیاه Vantablack می توانند به مبارزه با بحران آلودگی نور کمک کنند
نوع جدیدی از رنگ ماهواره ای فوق العاده سیاه و بسیار بادوام نوید می بخشد که مشکل آلودگی ماهواره ای را در دسترس داشته باشد ، که پس از وقوع اخیر Megacacrestell از مدار کم زمین ، مطالعات نجومی را در بر گرفته است.
یکی از آنها ، صورت فلکی رستاخیز اینترنت Starlink ، پس از راه اندازی اولین دسته از ماهواره های خود در سال 2019 ، اختلاف نظر است. هزاران مدار کیهانی صورت فلکی به حدی کم است که نور خورشید از دیدگاه ما در زمین منعکس می شود. و در حالی که منظره قطار ماهواره ای Starlink می تواند Skywatchers را هیجان زده کند ، این یک کابوس واقعی برای اخترشناسان در سراسر جهان است.
هنگامی که رصدخانه 1.9 میلیارد دلاری ورا روبین در اواخر این ماه چشم های تلسکوپی خود را به آسمان باز کرد ، اخترشناسان انتظار دارند که 40 ٪ از تصاویر وی توسط نوارهای ماهواره ای بدتر یا کاملاً خراب شوند. این یک مشکل گران قیمت است که فقط جدی تر می شود زیرا انتظار می رود تعداد ماهواره های مدار در طی چند سال آینده به ده ها هزار نفر برسد. اما یک رنگ جدید ، که در رابطه با ستاره شناسان ایجاد شده است ، می تواند کمک کند. این رنگ با نام Vantablack 310 می تواند میزان نور منعکس شده توسط ماهواره ها در مدار را فقط به 2 ٪ از آنچه که توسط ماهواره های نامحدود منعکس می شود ، کاهش دهد ، در عمل پاک کردن نوارهای آزار دهنده تصاویر تلسکوپ.
به گفته نوئلیا نول ، اخترفیزیک در دانشگاه سوری ، این نوارهای ماهواره ای بازده علمی سرمایه گذاری را که تلسکوپ ورا روبین با تأمین مالیات دهندگان است ، به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. نوئل ، که انتظار می رود در مأموریت ده ساله روبین برای نقشه برداری از آسمان با جزئیات بی سابقه شرکت کند ، سالها نگران از بین رفتن آسمان تاریک باکره بوده است.
نوئل که بومی آرژانتین بود ، نسبت به آسمان جنوبی ستاره ای ترس و وحشت کرد و با دردناک متوجه بدتر شدن او شد. این نگرانی ها او را به ایجاد مشارکت با چرخش دانشگاه سوری ، سوری نوزیستم ، که پوشش های فوق العاده سیاه را برای سازهای علمی برای ماهواره ایجاد می کند ، سوق داد. این مشارکت در حال حاضر نوع جدیدی از رنگ سیاه و سفید سیاه ایجاد کرده است که نشان دهنده نور کمتری نسبت به گزینه های موجود است و توسط تولید کنندگان ماهواره ای در اتاق های تمیز آنها به راحتی قابل استفاده است.
نوئل به Space.com گفت: “در پنج سال گذشته ، بشریت ماهواره های بیشتری را در فضا نسبت به 60 سال گذشته منتشر کرده است.” “این یک مشکل واقعی برای نجوم است ، به خصوص برای تلسکوپ هایی مانند ورا روبین ، که برای جلوگیری از خوشه های ماهواره ای مجبور به تغییر چشمگیر استراتژی مشاهده خود بود. بنابراین ، من می خواستم در مورد آن کاری انجام دهم.”
پوشش های قبلی نانو سیستم های سوری ، اگرچه از بازتاب نور پیچیده است (پوشش پیشرو با عملکرد Vantablack 99.9 ٪ از پرتوهای ورودی را جذب می کند) ، مبتنی بر فناوری نانو ظریف است که نیاز به یک فرآیند کاربردی فنی پیچیده دارد. پس از استفاده ، پوشش نمی تواند با دست انسان لمس شود یا خصوصیات ضد انعکاس خود را از دست می دهد.
Kieran Clifford ، دانشمند مواد در نانوسم های سوری ، جلوی Space.com گفت: “پوشش قبلی مبتنی بر ساختار نانولوله کربن بود که نمی توان آن را لمس کرد زیرا فروپاشی خواهد شد.” “ما به چیزی احتیاج داشتیم که بتواند توسط مهندسان در امکانات خود به راحتی پردازش شود.”
پوشش جدید بر اساس مخلوط خود از کربن سیاه ، شبیه به کربن به شکل دوده مخلوط شده با اتصال دهنده های مخصوص است که باعث می شود رنگ در برابر شرایط سخت در نزدیکی زمین مقاوم باشد. کلیفورد گفت ، در این آزمایشات ، پوشش جدید از سایر نقاشی های مشابه ، در حال حاضر در بازار نه تنها از نظر توانایی جذب نور ، بلکه دوام در فضا نیز در بازار قرار دارد.
کلیفورد گفت: “ما تست هایی را انجام داده ایم که به مدت سه سال در مدار شبیه سازی شده اند و پوشش با تغییرات جزئی ما را تحمل می کند ، در حالی که انواع دیگر رنگ های فضایی کاملاً از بین می روند.” “پوشش ما همچنین ویژگی های نوری بهتری را ارائه می دهد. هنگامی که پوشش های رقابتی حدود 5 ٪ از نور ورودی را منعکس می کنند ، پوشش Vantablack 310 تنها 2 ٪ از نور را از طریق طیف مادون قرمز قابل مشاهده و نزدیک منعکس می کند.”
پیش از این ، SpaceX برای کاهش روشنایی همراهان خود با رنگ تیره آزمایش کرده بود ، اما این آزمایشات نتایج متفاوتی به دست آورده است. در بعضی موارد ، ماهواره ها به دلیل میزان نور جذب شده ، بیش از حد گرم می شوند. کلیفورد معتقد است که رنگ جدید نباید چنین مشکلاتی را ایجاد کند و ماهواره ها را بسیار کمتر از روابط ستاره فعلی قابل مشاهده خواهد کرد.
کلیفورد گفت: “از برخی شبیه سازی ها ، ما می دانیم که ما ساخته ایم که پوشش ما باید ماهواره ها را برای چشم غیر مسلح نامرئی کند.” “این برای بزرگی 7 از نظر روشنایی است ، در حالی که ماهواره های Starlink از بزرگی 3 تا بزرگی 5 متغیر است.”
بزرگی اندازه گیری درخشندگی اشیاء نجومی است که برعکس روشنایی واقعی جسم است. هرچه تعداد بزرگی کوچکتر باشد ، جسم نرم تر است. مقیاس بزرگی لگاریتمی است ، به این معنی که روشنایی مشاهده شده با کاهش تعداد بزرگی به صورت نمایی افزایش می یابد.
Surrey Nanosystems و دانشگاه Suri پوشش Vantablack 310 را در فضای ماهواره دانشجویی Jovian 1 آزمایش می کنند ، که در سال آینده تعدادی از بارهای مفید ساخته شده توسط دانشگاه های انگلیس را به مدار زمین پایین منتقل می کند.
کلیفورد گفت: “پشت پانل خورشیدی ماهواره ای آشکار با Vantablack 310 پوشانده خواهد شد و ما ماهواره را می چرخانیم در حالی که اندازه گیری های زمینی را برای مشاهده تغییرات در روشنایی انجام می دهیم.”
این شرکت در حال مذاکره با تولید کنندگان ماهواره است. آنها امیدوارند که سهولت کاربرد رنگ ، دوام نفیس آن و توانایی کاهش روشنایی ، آنها را به استفاده از آن در همراهان خود در آینده القا کند.
نوئل گفت: “من نمی خواهم خیلی خوش بینانه باشم ، اما امیدوارم با این راه حل جدید بتوانیم الهام بخش برخی از تغییرات در سیاست باشیم.” “ماهواره ها یک فناوری باورنکردنی هستند ، اما ما همچنین می خواهیم مطمئن باشیم که آسمان برای همه در دسترس است. تلسکوپ های بزرگ یک سرمایه گذاری بزرگ هستند و ما می خواهیم اطمینان حاصل کنیم که این کار از دست نمی رود.”
