Utilice materiales inteligentes para desplegar un explorador de la era oscura

Una de las limitaciones más importantes sobre el tamaño de los objetos puestos en órbita es el tamaño del carenado utilizado para ponerlos allí. Los telescopios grandes deben colocarse en una cubierta relativamente pequeña y desplegarse hasta su tamaño máximo, a veces mediante procesos complicados. Pero incluso con estos procesos, todavía existe un límite superior para el tamaño de un telescopio. Cela pourrait bientôt changer, avec l'avènement des matériaux intelligents – notamment dans le cadre d'un projet financé par l'Institute for Advanced Concepts (NIAC) de la NASA qui permettrait d'installer un radiotélescope à l'échelle d'un kilomètre en el espacio.

El proyecto, dirigido por Davide Guzzetti en Auburn, utilizaría polímeros inteligentes autoplegables para desplegar una serie de antenas de radio en espiral en el espacio. Luego, los científicos podrían utilizar la interferometría, una técnica en la que las señales que inciden en diferentes parábolas espaciadas se utilizan para amplificar el área efectiva del telescopio.

Este telescopio podría ser particularmente bueno para buscar una cosa: la señal de 21 cm. Una especie de Santo Grial de la astrofísica, esta señal fue emitida durante las primeras vidas del hidrógeno y es esencial para comprender lo que sucedió entre la Big Band y la era de la reionización en el Universo temprano.

Desafortunadamente, la señal llega a la Tierra en frecuencias relativamente bajas, que luego son filtradas por nuestra ionosfera y, en algunos casos, interrumpidas por nuestras propias emisiones de radio. Por ello, varios equipos han propuesto soluciones a este problema. Ya hemos mencionado la idea de un telescopio en la cara oculta de la Luna. Otros planes incluyen enjambres de telescopios separados espacialmente que nuevamente usan interferometría pero estarían separados unos de otros.

Si bien es asombroso, un telescopio en la Luna requeriría infraestructura para construirlo y operarlo, lo que obviamente aún no existe. Por otro lado, los telescopios instalados en una configuración interferométrica pero no conectados físicamente y simplemente flotando en el espacio pueden cambiar de ubicación relativa, lo que hace que mantener esta disposición sea particularmente difícil.

El Dr. Guzzetti y sus coautores creen que tienen una solución: instalar un interferómetro con docenas de sensores diminutos, pero conectarlos con un material inteligente que puede desplegarse una vez en el espacio. En este escenario, se obtienen los beneficios de la gran área efectiva de un interferómetro sin la necesidad de complejos algoritmos de corrección para la posición relativa del satélite. Tampoco sería necesario montar toda una infraestructura en la Luna para explotarla: podría construirse con tecnología moderna que ya tiene un nivel de desarrollo relativamente alto.

En un artículo publicado en 2021, el equipo describe cómo podría funcionar este sistema, incluido el uso de una serie de «bisagras de tinta» que pueden introducir el plegado de un material una vez que alcanza una temperatura específica. Dado que la exposición a la luz solar directa sin duda haría que alcanzara esta temperatura (100 grados centígrados), un conjunto de sensores con estas bisagras estratégicamente colocadas entre ellos podrían expandirse en forma de espiral hasta kilómetros de diámetro.

Ésta es una superficie bastante buena para un interferómetro. Y todos los sensores se pueden conectar entre sí mediante cables o conexiones similares que pasan por las bisagras, eliminando el problema que afecta a otros interferómetros espaciales con componentes desconectados.

Aunque el sistema tiene ventajas y el documento describe un método mediante el cual podría implementarse, no hay un seguimiento claro de los próximos pasos del proyecto. Los polímeros con memoria de forma utilizados en el sistema también tienen muchos otros usos, por lo que fabricar un telescopio gigante en el espacio puede no ser la principal prioridad para los investigadores que se especializan en él. Pero, como ocurre con cualquier idea, vale la pena señalar y recordar que, tal vez algún día, podamos tener un telescopio de un kilómetro de ancho flotando sobre la Tierra, captando rastros del Universo temprano.

Aprende más:
Parmar et al. – Diseño y análisis de mecanismos de despliegue de un interferómetro espacial en espiral autoplegable.
UT – Un radiotelescopio en la Luna podría ayudarnos a comprender los primeros 50 millones de años del Universo
UT – La NASA está trabajando en un sistema de correa plegable
UT – Los futuros telescopios espaciales podrían tener 100 metros de diámetro, construirse en el espacio y luego plegarse para darles una forma precisa

Imagen principal:
Dibujo del despliegue de un interferómetro basado en materiales inteligentes en el espacio.
Crédito – Parmar et al.