Телескоп на Луне - а почему бы и нет?

AXT>> При остывании в вакууме её скрючит так, что никакая шлифовка не поможет.
Wyvern-2> Я не предлагал лить из стекла, НО - как раз в вакууме, БЕЗ охлаждающего ГАЗА как бы не пришлосб отливку ПРИНУДИТЕЛЬНО ОХЛАЖДАТЬ, что бы не остывала три года

Да наоборот, для равномерного охлаждения массивную заготовку приходится греть. Ну почти греть, ладно
На самом деле - выдерживать в термокамере. Причина тут очень проста: тепло из нутра заготовки выходит только за счёт естественной теплопроводности, пропорционально четвёртой степени от разности температур изнутри и снаружи. С другой стороны, нам надо ограничить максимальную разницу температур по заготовке (иначе её поведёт после остывания).
Ограничиваем максимальную разность температур - увеличиваем время остывания. В четвёртой степени! Именно поэтому заготовки такого размера и приходится остужать неприлично долго - месяцы, а то и годы.

И самое главное: вся эта возня имеет смысл только тогда, когда температура поверхности заготовки всюду одинакова. Если вокруг газ - проблем нет, газ хорошо передаёт тепло. А вакуум - теплоизолятор, охлаждение в нём возможно только за счёт ИК-излучения. Которое зависит от того, сколько данный участок детали видит ледяного неба, а сколько - своих нагретых соседей.
Нормального, равномерного охлаждения в вакууме не выйдет, заготовка будет жить своей неподконтрольной жизнью.

Скрючит её, короче говоря.

AXT> Скрючит её, короче говоря.

Не скрючит.


Nearly zero thermal expansion (~0.02 × 10-6/K at 0 °C−50 °C) with outstanding 3D homogeneity

AXT>>> При остывании в вакууме её скрючит так, что никакая шлифовка не поможет.
Wyvern-2>> ..... как раз в вакууме, БЕЗ охлаждающего ГАЗА как бы не пришлосб отливку ПРИНУДИТЕЛЬНО ОХЛАЖДАТЬ, что бы не остывала три года
AXT> Да наоборот, для равномерного охлаждения массивную заготовку приходится греть. Ну почти греть, ладно

На Луне достаточно просто в фольгу завернуть На самом деле остывание массивной стеклянной заготовки в ВАКУУМЕ - розовая мечта любого стекловара. Это ж идеальный термос с легко управляемым теплопотоком.

AXT> На самом деле - выдерживать в термокамере. Причина тут очень проста: тепло из нутра заготовки выходит только за счёт естественной теплопроводности, пропорционально четвёртой степени от разности температур изнутри и снаружи.


В вакууме как раз теплопроводность не играет. Все идет излучением. Температура в массе заготовки будет (ну, почти) одинаковой.

AXT> И самое главное: вся эта возня имеет смысл только тогда, когда температура поверхности заготовки всюду одинакова.

Вот в вакууме как раз так и будет.

Jerard> В вакууме как раз теплопроводность не играет. Все идет излучением. Температура в массе заготовки будет (ну, почти) одинаковой.

то есть примерно так же как на Солнце?

Jerard>> В вакууме как раз теплопроводность не играет. Все идет излучением. Температура в массе заготовки будет (ну, почти) одинаковой.
Kuznets> то есть примерно так же как на Солнце?

Не надо троллить Солнышко ГРЕЕТ себя изнутри. А в стеклянной заготовке в вакууме мала теплопередача с поверхности, которую еще и можно регулировать отражением - той же фольгой, соответственно, тепловой градиент поверхность-центральная область будет очень мал, и что важно - управляем. при помощи легкой фольги, а не гигантской конвекционной печи

Все же... выплавка - дело тонкое и долгое. Вакуум тут в помощь, но не слишком.
Вакуум поможет и в ином техпроцессе - может быть не выплавлять "по форме", а как скульпторы - "удалять лишнее"?
Рассказки канала дискавери - про изготовление зеркал для телескопов - упомянули технологию "полировки ионным пучком" - для Луны - в самый раз, ИМХО.

3-62> Рассказки канала дискавери - про изготовление зеркал для телескопов - упомянули технологию "полировки ионным пучком" - для Луны - в самый раз, ИМХО.
Кодак так полирует зеркала, в т.ч. и большинство лыткарских. В т.ч. и зеркало Хаббла - до 0,115мкм видит однако На Луне для этого условия вааще идеальные...может организовать Кодаку там производство?

au> Не скрючит.
au> Zerodur - Wikipedia, the free encyclopedia

Интересный материал. Но это керамика, вряд ли она годится для центробежного литья
Мне всё же кажется, что сейчас технически проще решить вопрос с доставкой на Луну готового зеркала (хотя бы по частям с последующей сборкой специально обученными роботами), чем возиться с изготовлением зеркала на месте. Туда же придётся везти не только литейное производство, но ещё и шлифовально-полировальное, а так же по нанесению зеркальных покрытий. Многовато ради одного зеркала.

Jerard> В вакууме как раз теплопроводность не играет. Все идет излучением. Температура в массе заготовки будет (ну, почти) одинаковой.

Внутри заготовки тепло передаётся только теплопроводностью. Которая у стёкол и керамик - невелика. Поэтому в большой и быстро охлаждаемой заготовке разница температур будет большой. Возможно - сотни градусов.
Вакуум тут ничем не поможет, только ухудшит ситуацию, препятствуя выравниванию температур. Ну разве что по совету Виверна сделать оболочку из зеркальной плёнки, дабы ИК-фон под ней был всюду одинаков

au>> Не скрючит.
au>> Zerodur - Wikipedia, the free encyclopedia
AXT> Интересный материал. Но это керамика, вряд ли она годится для центробежного литья

Это самое тупое обычное стекло...как и вся керамика И льют из него зеркала в т.ч. и центробежным методом - валом.

P.S. Кстати, для лунного телескопа ситалл (в девичестве за границей - зеродур¹ ) вовсе не нужен. Его главный козырь -сверхмалый коэффициент термического расширения -важен именно для земных телескопов, где температура окружающей среды НЕпостоянна. До ситалла доходило до смешного -например, зеркало БТА требует около 3-х часов, что бы выровнять температуру, а 5-метровый американский предшественник из крона - почти ВСЮ НОЧЬ

.¹ -

Так, для плавленого кварца (fused silica) α ≈ 0.4⋅10-6 K-1, а для ULE (Corning Ultra-Low Expansion Glass) и Schott Zerodur (отечественный аналог – ситалл СО115M) коэффициент α < 0.05⋅10-6 K-1.Приведенные значения полезно сравнить с таковыми для классического крона (8⋅10-6 К-1) и пирекса (3.2⋅10-6 K-1), употреблявшимися в середине прошлого века.

 

au>>> Не скрючит.
Кстати, оттуда же: http://www.terebizh.ru/V.Yu.T/publications%5C2005_02r.pdf

Сейчас «тонким» считается зеркало, для которого отношение диаметра к
толщине D/T ≡ χ (aspect ratio) превосходит примерно 20. Для классических телескопов χ ≈ 8, теперь же это отношение нередко более 40. В новых телескопах диаметром до 8.4 м главное зеркало часто делают либо тонким и гибким, либо придают ему сотообразную форму, тогда как в более крупных инструментах применяются мозаичные зеркала. Приведем примеры зеркал
первого типа. Для четырех 8.2-м зеркал VLT отношение χ = 46.9, в японском телескопе Subaru того же диаметра χ = 41; масса каждого из зеркал равна 23 т.
Масса одного зеркала LBT диаметром 8.4 м еще меньше – 16 т, при этом фокальное отношение φ = 1.14 (!).
Для сравнения укажем, что масса главного зеркала 5-м телескопа Хейла равна 14.5 т, а для 6-м рефлектора БТА она составляет 42.7 т. Эти телескопы завершили «эру пирекса».

 

Почему именно ~40? Видимо, потому, что если тоньше то гравитация зеркало так погнет, что никакие актуаторы не помогут... НО ЭТО ЖЕ ПРИ 9,81м/с²!!!

Соответственно, можно предположить, что на Луне достаточно 40*(9,81/1.62) = 242! Т.е. зеркало диаметром 1 метр может иметь толщину всего 4мм, и погонную массу(при плотности 2,4 как у ситалла) - 96кг/м² Значит 6 метровое зеркало из 18 метровых сегментов будет весить всего то 1700кг.

Wyvern-2> Почему именно ~40? Видимо, потому, что если тоньше то гравитация зеркало так погнет, что никакие актуаторы не помогут... НО ЭТО ЖЕ ПРИ 9,81м/с²!!!

И я говорю: в космосе оно должно летать, а не притуливать его к небесным телам. На околосолнечной орбите оно вообще будет термостатировано. Кстати, сегодня вот статья была: отражатели, что оставили аполлонцы, отражают лишь 10% от первоначального уровня. Загадились то ли пылью, то ли побило их солнечным ветром, то ли всем вместе. В общем, вывод там что телескопу бы то же самое светило.
Я думаю что под телескоп нужно сделать на околосолнечной орбите большую платформу, где прикручены все второстепенные системы (питание, связь, холодильник и т.п.), защищены от микрометеоритов и ветра, вспышек, и чтобы была возможность ремонта путём замены. А телескоп там из элементов зеркала собирается, и если элементы повредятся, их можно заменить на запасные прямо на месте, а не "делать новое гигантское зеркало". И этот телескоп может быть очень большим, сотни метров диаметром, в том числе постепенно расширяемым. Сам сенсор мог бы быть не только заменяемым, но можно и заранее иметь там систему для смены сенсора, так что телескоп сейчас оптический, завтра радио, послезавтра УФ, и т.п. — зеркало одно и то же. Каждый элемент зеркала динамически фокусирует свою часть апертуры независимо от соседей. В общем, это была бы вещь на десятки лет, а может и веков. Саму платформу, как блок двигателя, нужно конечно на месте ваять, и мне это ещё интереснее, чем все эти телескопы вместе, хотя они тоже хороши

AXT> ...а так же по нанесению зеркальных покрытий.
К слову, для Луны такое "производство" - вольфрамовый штырь с намотанной на него алюминиевой проволокой. Ну, понятно, на подвижной штанге.

Wyvern-2>> Почему именно ~40? Видимо, потому, что если тоньше то гравитация зеркало так погнет, что никакие актуаторы не помогут... НО ЭТО ЖЕ ПРИ 9,81м/с²!!!
au> И я говорю:..... Кстати, сегодня вот статья была: отражатели, что оставили аполлонцы, отражают лишь 10% от первоначального уровня. Загадились то ли пылью, то ли побило их солнечным ветром, то ли всем вместе.

И стало оно таким (или почти таким) сразу-в момент старта Пыли на Луне взятся НЕОТКУДА - если ее не баламутить.

Wyvern-2> И стало оно таким (или почти таким) сразу-в момент старта Пыли на Луне взятся НЕОТКУДА - если ее не баламутить.

Повторяю: в 10 раз меньше отражает, чем отражал раньше.
А микро- и не очень метеориты её как раз и баламутят постоянно. Откуда там реголит — задумайтесь Плюс левитация на терминаторе и прочие (неизвестные) механизмы транспорта.

au> Кстати, сегодня вот статья была: отражатели, что оставили аполлонцы, отражают лишь 10% от первоначального уровня. Загадились то ли пылью, то ли побило их солнечным ветром, то ли всем вместе. В общем, вывод там что телескопу бы то же самое светило.

Не, эт сильно некорректный вывод.

1. Зеркало телескопа находится в сильно других условиях, чем уголковый отражатель, "открытый всем ветрам". Так что загаживаться пылью и лупиться ветром будет минимум в разы медленнее.

2. Даже если он скисать будет так же быстро, то есть до 10% за 40 (в скобках, прописью: сорок) лет - кто-то собрался жить вечно?

Fakir> 1. Зеркало телескопа находится в сильно других условиях, чем уголковый отражатель, "открытый всем ветрам". Так что загаживаться пылью и лупиться ветром будет минимум в разы медленнее.

Скорее на порядки, если защита примерно как на земных.

Fakir> 2. Даже если он скисать будет так же быстро, то есть до 10% за 40 (в скобках, прописью: сорок) лет - кто-то собрался жить вечно?

В общем да, 40 лет — это как-бы минимум, а то и недолёт. Во-1 это огромная инвестиция, во-2 есть все предпосылки получить гораздо больше, и в-3 это зеркало, а не сенсор, и потому позволяет апгрейтить. Это как Аресибо — в 1963 году построили, и если бы не бабло, он бы жучил ещё много лет с апгрейдами.

Fakir> О телескопах с жидкими зеркалами. Но вещь таки нишевая.
Fakir> Телескопы с жидкими линзами: как это работает

Такое впечатление, что они этот топик читали