Helt siden de ble produsert for første gang, har karbon nanorør klart å sette i gang en uklar spenning i det vitenskapelige samfunnet. Med bruksområder fra vannbehandling og elektronikk, til biomedisin og konstruksjon, bør dette ikke komme som noen overraskelse. Men et team av NASA-ingeniører fra Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, har foregått i bruken av karbon-nanorør til enda et formål - rombaserte teleskoper.
Ved å bruke karbon nanorør, har Goddard-teamet - som ledes av Dr. Theodor Kostiuk fra NASAs divisjon for planetariske systemer og laboratorieutforskning - laget en revolusjonerende ny type teleskopspeil. Disse speilene vil bli distribuert som en del av en CubeSat, en som kan representere en ny rase med rimelige, svært effektive rombaserte teleskoper.
Denne siste innovasjonen drar også nytte av et annet felt som har sett mye utvikling på sent. CubeSats har, som andre små satellitter, spilt en stadig viktigere rolle de siste årene. I motsetning til de større, bulkere satellittene fra i går, er miniatyrsatellitter en rimelig plattform for å utføre romoppdrag og vitenskapelig forskning.
Utover føderale romfartsbyråer som NASA, tilbyr de også private virksomhets- og forskningsinstitusjoner muligheten til å drive kommunikasjon, forskning og observasjon fra verdensrommet. På toppen av det er de også en rimelig måte å engasjere studenter i alle faser av satellittbygging, distribusjon og rombasert forskning.
Gitt, at oppdrag som er avhengige av miniatyrsatellitter, vil sannsynligvis ikke gi den samme mengden interesse eller vitenskapelig forskning som store operasjoner som Juno-oppdraget eller romfartssonden New Horizons. Men de kan gi viktig informasjon som en del av større oppdrag, eller jobbe i grupper for å samle større datamengder.
Ved hjelp av finansiering fra Goddards interne forsknings- og utviklingsprogram opprettet teamet en optisk benk i laboratoriet laget av vanlige komponenter på hylla for å teste teleskopets overordnede design. Denne benken består av en serie miniatyrspektrometre innstilt på de ultrafiolette, synlige og nesten infrarøde bølgelengdene, som er koblet til den fokuserte strålen til nanorørspeilene via en optisk kabel.
Ved hjelp av denne benken tester teamet de optiske speilene, og ser hvordan de tåler forskjellige bølgelengder av lys. Peter Chen - presidenten for Lightweight Telescopes, et Maryland-basert selskap, er en av entreprenørene som jobber med Goddard-teamet for å lage CubeSat-teleskopet. Som han ble sitert på å si fra en fersk pressemelding fra NASA:
Ingen har klart å lage et speil ved å bruke en karbon-nanorørharpiks. Dette er en unik teknologi som for øyeblikket kun er tilgjengelig hos Goddard. Teknologien er for ny til å fly i verdensrommet, og må først gå gjennom de forskjellige nivåene av teknologisk fremgang. Men dette er hva mine kolleger fra Goddard (Kostiuk, Tilak Hewagama og John Kolasinski) prøver å oppnå gjennom CubeSat-programmet.
I motsetning til andre speil, ble den som ble opprettet av teamet av Dr. Kostiuk produsert av karbon nanorør innebygd i en epoksyharpiks. Naturligvis gir karbon-nanorør et bredt spekter av fordeler, ikke minst av disse er strukturell styrke, unike elektriske egenskaper og effektiv ledning av varme. Men Goddard-teamet valgte også dette materialet for linsene, fordi det gir et lett, svært stabilt og lett reproduserbart alternativ for å lage teleskopspeil.
Dessuten krever ikke speil laget av karbon-nanorør polering, noe som er en tidkrevende og kostbar prosess når det gjelder rombaserte teleskoper. Teamet håper at denne nye metoden vil vise seg nyttig når det gjelder å lage en ny klasse CubeSat-romteleskoper med lav pris, samt bidra til å redusere kostnadene når det gjelder større bakkebaserte og rombaserte teleskoper.
Slike speil vil være spesielt nyttige i teleskoper som bruker flere speilsegmenter (som Keck-observatoriet ved Mauna Kea og James Webb romteleskop). Slike speil vil være en reell kostnadskutter siden de lett kan produseres og ville eliminere behovet for kostbar polering og sliping.
Andre potensielle bruksområder inkluderer kommunikasjon mellom rom og rom, forbedret elektronikk og strukturelle materialer for romskip. Foreløpig er produksjonen av karbon nanorør ganske begrenset. Men etter hvert som det blir mer utbredt, kan vi forvente at dette mirakelmaterialet tar vei inn i alle aspekter av romutforskning og forskning.
