Miroirs en fusion

Des chercheurs canadiens ont mis au point un miroir liquide qui pourrait fonctionner dans un futur télescope situé sur la lune, permettant aux chercheurs de scruter les origines de l'univers avec une clarté extraordinaire. Les télescopes utilisant des miroirs liquides peuvent être des centaines de fois plus puissants que ceux dotés de miroirs en verre – pour le même coût – et ils devraient être plus faciles à assembler dans l'espace.

Miroir en fusion : Un miroir liquide comme cette piscine de sel recouverte d'argent de deux pouces pourrait permettre un puissant télescope basé sur la lune.

Un télescope à miroir liquide pourrait révéler des objets beaucoup plus faibles que le télescope Hubble, selon Ermanno F. Borra , professeur de physique à l'Université Laval, à Québec, qui dirige le développement du nouveau miroir. La puissance d'un télescope est proportionnelle à la surface de son miroir. Le télescope James Webb, dont le lancement est prévu en 2013 et qui est bien plus puissant que le Hubble, a un diamètre d'environ six mètres. (Voir Giant Mirror pour un nouveau télescope spatial.) Un télescope à miroir liquide lunaire pourrait mesurer jusqu'à 20 à 100 mètres, dit Borra.

Le miroir liquide, qui a été financé par la NASA, consiste en une piscine d'un liquide ionique recouvert d'un film d'argent. De tels liquides ioniques sont des sels contenant du carbone qui ne gèlent qu'à très basse température et ont une viscosité très élevée. Le sel utilisé dans le miroir de Laval est liquide jusqu'à -150 °C et ne s'évapore pas en dessous de la température ambiante, même dans le vide, ce qui suggère qu'il pourrait résister à l'environnement hostile de la lune.

Il y a deux limites aux observations des cosmologistes sur l'univers primitif : les objets que vous voulez observer sont incroyablement distants et incroyablement faibles, dit Borra. Les télescopes en orbite comme le Hubble, dont la vue n'est pas obstruée par l'atmosphère terrestre, sont limités en taille et en puissance ; les télescopes sur Terre peuvent être plus grands et plus puissants, mais produisent des images plus floues à cause de l'atmosphère. Les miroirs liquides ne pourraient pas entrer en orbite, mais ils pourraient fonctionner sur la lune, qui n'a pas d'atmosphère.

Les grands et puissants télescopes à miroir liquide devraient être moins compliqués à transporter dans l'espace que leurs homologues en verre. Pour mettre un miroir en verre dans une fusée, il faut le casser en segments puis les réassembler, explique Borra. Vous pouvez transporter un miroir liquide dans une cruche. Mais aucun développé jusqu'à présent n'a été digne de l'espace. L'Université de la Colombie-Britannique Grand télescope Zénith utilise un miroir liquide fait de mercure pour observer l'univers primitif. Le mercure se solidifie à -40 ºC – bien plus chaud que la température de la lune.

Borra a cherché un meilleur liquide pour fabriquer des miroirs de télescope et a découvert que les liquides ioniques semblaient prometteurs. Contrairement au mercure, cependant, ces sels fondus ne sont pas réfléchissants et nécessitent un revêtement métallique pour fonctionner comme un miroir. Déposer une couche d'argent sur un liquide, c'est comme peindre à l'air, dit Borra. Omar Seddiki, étudiant diplômé de Laval, a adapté la technique utilisée pour recouvrir les miroirs en verre : dans une chambre à vide, Borra et Seddiki font passer un courant électrique entre des morceaux d'argent, qui se vaporisent et forment une fine couche sur le sel liquide. Les chercheurs de Laval ont jusqu'à présent fabriqué un petit miroir, d'environ deux pouces de diamètre, pour démontrer la technologie.

La fabrication d'une grande surface optique concave parfaitement lisse en verre est un processus complexe et coûteux. De très petits défauts dans le verre peuvent rendre un miroir inutilisable. Les conteneurs qui contiennent des miroirs liquides, dit Borra, n'ont pas besoin de surfaces parfaitement lisses et seraient beaucoup moins chers à fabriquer. Les télescopes qui reposent sur des miroirs liquides coûteraient environ 100 fois moins que les télescopes à miroir de verre de taille comparable, explique Borra.

Les forces de la nature conspirent pour donner la bonne forme, dit Borra à propos des miroirs liquides, qui n'ont qu'à être tournés pour former une surface réfléchissante impeccable. Lorsque le miroir tourne, la force centrifuge et la gravité entraînent le liquide dans une parabole lisse. Contrairement à un miroir en verre, si le liquide est perturbé, il peut reprendre sa forme.

Borra s'attend à ce qu'un télescope à miroir liquide soit assemblé sur la lune par la robotique. Un récipient contenant le liquide sera envoyé sur la lune et ouvert comme un parapluie, dit-il à propos d'un futur système imaginé. Un télescope à miroir liquide n'a pas pu être mis en orbite parce que la gravité est nécessaire pour former la surface optique et parce qu'elle se répandrait.

Il y a une énorme quantité de recherches à faire pour affiner le miroir, met en garde Robin D. Rogers , professeur de chimie à l'Université de l'Alabama. Il souligne qu'il existe des centaines d'autres liquides ioniques qui pourraient avoir un meilleur ensemble de propriétés que ceux utilisés dans le miroir de Laval.

Cela peut prendre 20 ans avant qu'il ne soit construit, dit Borra à propos de son télescope. Si cela se produit, cependant, un tel système pourrait aider les cosmologistes à observer de faibles signaux de l'époque où l'univers n'avait qu'un milliard d'années, à l'époque où la matière s'est réunie pour la première fois en étoiles, les étoiles en galaxies, explique Borra.

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