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Ein flüssiger Spiegel für den Mond

Astronomie|Physik

Ein flüssiger Spiegel für den Mond
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Forscher haben eine Materialkombination für einen Flüssigspiegel für Teleskope gefunden, die den rauen Bedingungen auf dem Mond trotzen soll. Bild: Omar Seddiki, Universität Laval, Quebec
Wissenschaftler haben eine Möglichkeit für den Bau eines flüssigen Teleskop-Spiegels auf dem Mond gefunden. Anstatt einer polierten Glasoberfläche dient bei einem solchen Spiegel eine Metallschicht beispielsweise aus Silber, die auf einer Flüssigkeit schwimmt, als Reflexionsfläche. Wird diese Schale gedreht, entsteht ein perfekt geformter Hohlspiegel mit einer sehr glatten Oberfläche. Das Forscherteam um Ermanno Borra konnte durch eine geschickte Kombination mehrerer Substanzen einen solchen Spiegel für einen möglichen Einsatz unter den rauen Bedingungen auf dem Mond entwickeln.

Mithilfe von Teleskopen auf dem Mond, deren Spiegel einen Durchmesser zwischen zwanzig und hundert Meter haben, könnten Astronomen ihr Verständnis der Vorgänge in der Frühzeit des Universums verbessern. Dabei bietet ein Spiegel mit einer flüssigen Oberfläche entscheidende Vorteile: Er ist leichter auf den Mond transportierbar und lässt sich dort auch einfacher aufbauen. Zudem ist er viel kostengünstiger zu produzieren als ein herkömmlicher Hohlspiegel
dieser Größenordnung. Sein Einsatzgebiet ist allerdings begrenzt, da sich mit ihm nur ein kleiner Ausschnitt des Sternenhimmels direkt über dem Teleskop beobachten lässt.

Ein möglicher Flüssigspiegel auf dem Mond müsste bestimmte Eigenschaften besitzen, um unter den dort herrschenden Bedingungen funktionieren zu können. Die Flüssigkeit muss einen sehr niedrigen Dampfdruck und Gefrierpunkt besitzen, damit sie nicht verdampft und bei niedrigen Temperaturen flüssig bleibt, außerdem sollte sie das Licht gut spiegeln können. Die Wissenschaftler probierten verschiedene Materialkombinationen aus. Am besten für den Einsatz im Weltraum geeignet ist ihren Experimenten zufolge eine Silberschicht auf einer so genannten ionischen Flüssigkeit. Dabei handelt es sich um Salze, die bei unter hundert Grad Celsius flüssig sind. Das direkte Aufbringen einer Silberschicht auf die ionische Flüssigkeit erwies sich als schwierig, da das Silber sich stark mit der Flüssigkeit vermischte. Deshalb beschichteten die Forscher die ionische Flüssigkeit zuerst mit Chrom, dessen Dichte höher als die von Silber ist, und anschließend das Chrom mit Silber, um eine dickere Silberschicht zu erreichen.

In weiteren Versuchen möchten die Forscher die Beschichtungstechnik weiter verbessern und zudem eine bessere Spiegelfähigkeit erreichen. Da es sehr viele verschiedene ionische Flüssigkeiten gibt, hoffen sie außerdem, eine noch besser für den Weltraum geeignete Variante zu finden. Die Wissenschaftler schlagen vor, kleinere Testspiegel auf dem Mond zu bauen, um etwaige, bislang nicht bekannte Probleme mit den Flüssigspiegeln zu erkennen.

Ermanno Borra (Universität Laval, Quebec) et al.: Nature, Bd. 447, S. 979 ddp/wissenschaft.de ? Tobias Becker
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