télescopes à miroir liquide

[Invité]

Vu ici : https://www.futura-sciences.com/sciences/dossiers/matiere-tout-savoir-mercure-698/page/3/

 

Les télescopes à miroir liquide et le mercure

 

Le plus puissant télescope du Canada, construit en banlieue de Vancouver, est un télescope à miroir liquide de 6 m de diamètre - le Large Zenith Telescope.

 

Il pourrait bouleverser le monde de l'astronomie car il emploie une technologie révolutionnaire beaucoup moins coûteuse que celle des télescopes conventionnels. Au lieu d'utiliser du verre poli pour réfléchir la lumière, le télescope de Vancouver utilise en effet un bassin de mercure en rotation qui épouse la forme d'une parabole parfaite.

 

On utilise une mince couche de mercure en rotation. Grâce à la force centrifuge, le mercure prend la forme d'une parabole parfaite, la forme requise pour capter la faible lumière des étoiles. En éliminant l'étape, très onéreuse, du polissage du verre, le miroir au mercure peut coûter jusqu'à 20 fois moins cher.

 

Ce concept magique ne date pas d'hier ; l'astronome italien Ernesto Capocci a lancé l'idée dès 1850. Au début des années 90, Paul Hickson a bricolé un modèle de trois mètres dans sa cour. Ce modèle a attiré l'attention la Nasa. « On a commencé la construction en 1990, puis, en 1994, on a capté nos premières images à l'aide de ce télescope exceptionnel. C'était le 17e plus grand télescope au monde, et il a fonctionné à merveille pour détecter les débris spatiaux », soutient Mark Mulroney, astronome pour la Nasa.

 

Paul Hickson compte bien gagner... mais le mercure, présente toutefois plusieurs désavantages. Sa densité élevée entraîne des coûts élevés liés au transport et à la puissance du moteur du dispositif rotatif, mais surtout sa viscosité peu élevée entraîne des déformations à la surface lors de l'inclinaison du miroir, limitant ainsi l'observation au zénith.

 

La chimie des colloïdes apporte donc une alternative intéressante au mercure : les films métalliques liquiformes, ou MELLFs (pour Metal Liquid Like Films). Les MELLFs sont des suspensions colloïdales métalliques très concentrées, dont l'aspect et les propriétés mécaniques les rendent très semblables à un métal sous phase liquide.... à venir et à suivre !

 

L'ILMT, le télescope dont va se doter l'université de Liège possédera un miroir liquide de 4 mètres de diamètre pour une distance focale de 8 mètres. Cette dernière est déterminée par la courbure du miroir, car plus un miroir est incurvé (en rotation rapide), plus la focale est courte. L'incurvation du miroir dépend d'un seul paramètre : la vitesse de rotation qui lui est imprimée, laquelle fixe la force centrifuge imposée au mercure.

 

Le télescope à miroir liquide devrait avoir un rôle primordial à jouer dans l'étude des mirages gravitationnels, étude qui contient des éléments susceptibles d'orienter plusieurs grands débats scientifiques actuels.

 

Afin de mettre tous les atouts de leur côté, les astrophysiciens de l'université de Liège se proposent de travailler dans la lumière rouge. À cela, deux raisons principales :

•D'une part, lors de la pleine lune, la clarté du ciel est telle qu'il s'avère impossible de mener à bien des observations dans le bleu.

•D'autre part, le rouge est moins facilement « éteint » par la poussière. Or, il se pourrait que les lentilles gravitationnelles en renferment de grandes quantités, ce qui aurait pour effet de diminuer le nombre apparent de mirages gravitationnels observés.

 

Le télescope à miroir liquide a donc de beaux jours devant lui.

[xs_man]

Mouais, bof, on fait comment pour les grands miroirs segmentés ?

 

Albéric

[syncopatte]

C'est fort toxique les vapeurs de mercure soit-dit en passant...

 

Je pensais aussi que Vent-couvert était le pire endroit au monde pour faire de l'astronomie.

 

Patte.

[Invité]

Bah ouais, désolé, j'ai rien trouvé de mieux.

Faut s'occuper par ce temps moins jeune.

[syncopatte]

L'élixir de jouvence pour changer la météo!

 

En voilà une bonne idée!

 

(ici, ça va, sauf une petite brise froide qui me rappelle le mistral qui règne sur le seul endroit au monde où qu'on m'avait promis 385j/an d'ensoleillement)

[Daniel Rosier]

C'est fort toxique les vapeurs de mercure soit-dit en passant...

 

Tout à fait ! C'est d'ailleurs la raison pour laquelle on ne peut plus en avoir (en principe) dans les écoles. Et puis, quand ça tombe à terre le mercure se fractionne en une myriade de petites billes. Ça m'est déjà arrivé, bon courage pour tout ramasser !😀 Il existe même une cuillère spéciale pour ramasser les petites billes tellement c'est galère !

 

Sinon, un miroir fait d'eau solide et refroidi en permanence ne pourrait-il pas être envisagé ?

 

Daniel

[Fred_76]

Tout à fait ! C'est d'ailleurs la raison pour laquelle on ne peut plus en avoir (en principe) dans les écoles. Et puis, quand ça tombe à terre le mercure se fractionne en une myriade de petites billes. Ça m'est déjà arrivé, bon courage pour tout ramasser !😀 Il existe même une cuillère spéciale pour ramasser les petites billes tellement c'est galère !

 

Sinon, un miroir fait d'eau solide et refroidi en permanence ne pourrait-il pas être envisagé ?

 

Daniel

 

L'eau change de densité en changeant de température donc impossible d'avoir une courbe contrôlée en la faisant se congeler...

[zorgdotnl]

Il y a des alliages de gallium qui sont équivalents au mercure, la toxicité en moins

[Daniel Rosier]

L'eau change de densité en changeant de température donc impossible d'avoir une courbe contrôlée en la faisant se congeler...

 

Même en gardant une température constante ?

 

Par exemple, je congèle un volume d'eau à disons -10°C. Je lui donne une forme parabolique et le "polis". Je pose une aluminure dessus (est-ce seulement possible sur de l'eau congelée ?) et je maintiens dans toute la masse de glace une température de -10°c.

 

Maintenant il me semble que la conformation moléculaire du verre lui permet d'être poli avec grande précision. Qu'en est-il de la conformation moléculaire de l'eau solide ? Pourrait-on la polir avec autant de précision ?

[Fred_76]

Si elle change de densité elle change de volume. Donc à la moindre variation de température, ton miroir se gondolera. Il est possible de garder une température constante sur un petit volume, mais sur une galette de 4-8 m de diamètre, ça risque d'être un peu compliqué, à moins peut être de l'enfermer dans une chambre froide... mais quel intérêt !

[Thierry Legault]

et comment tu le polis ? En le frottant ? Et si tu le frottes, tu le chauffes

[jp-brahic]

à part de pointer le Zénith !!!! à moins de lui adjoindre un miroir plan de 4 mètres de diamètre orientable:be:

[Daniel Rosier]

et comment tu le polis ? En le frottant ? Et si tu le frottes, tu le chauffes

 

Ah oui c'est un truc auquel j'ai pas pensé.😁

[Guilaume]

à part de pointer le Zénith !!!! à moins de lui adjoindre un miroir plan de 4 mètres de diamètre orientable:be:

La reponse est dans son nom, Large Zenith Telescope

[Daniel Rosier]

à moins peut être de l'enfermer dans une chambre froide... mais quel intérêt !

 

Impératif je dirais.

 

Quel intérêt ? Le même que celui qui pousse ceux qui testent de nouvelles méthodes.😀

[Hoth]

Même en gardant une température constante ?

 

Par exemple, je congèle un volume d'eau à disons -10°C. Je lui donne une forme parabolique et le "polis". Je pose une aluminure dessus (est-ce seulement possible sur de l'eau congelée ?) et je maintiens dans toute la masse de glace une température de -10°c.

 

Maintenant il me semble que la conformation moléculaire du verre lui permet d'être poli avec grande précision. Qu'en est-il de la conformation moléculaire de l'eau solide ? Pourrait-on la polir avec autant de précision ?

 

Salut !

 

il me semble que la dernière "couche" d'eau d'une surface de glace est toujours liquide elle même toujours surmontée d'une pellicule d'eau gazeuse , le tout dans une incessante modification de l'état ... ça devrait pas être top niveau turbu ...

Modifié 8 janvier 2018 par Hoth

[Sobiesky]

C'est bigrement interessant ces films métalliques liquiformes comme alternative au mercure!!

[Moot]

On fait déjà des miroirs en verre dans des fours tournants, justement pour avoir une forme assez proche de la parabole ou de l'hyperbole (moins proche) désirées.

Dans tous les cas, il faut retravailler la surface après le refroidissement.

[Qorche]

La reponse est dans son nom, Large Zenith Telescope

Justement, pourquoi pas un coelostat en combinaison avec un miroir liquide ?

[Fred_76]

Impératif je dirais.

 

Quel intérêt ? Le même que celui qui pousse ceux qui testent de nouvelles méthodes.😀

 

Euh oui, mais si tu enfermes le disque dans une chambre froide à température régulée :

1. il faut une régulation ultra fine de la température. La densité de la glace est de 917 kg/m3 à 0° et de 929 kg/m3 à -100°C. Soit une variation de l'ordre de 0.01%/°C. Si tu contrôles la température à 1/100°C (une prouesse) , on est alors à une précision de l'ordre de 1 µm sur l'état de surface, donc très loin de lambda/12 (quelques poignées de nm) requis pour assurer un bon télescope "pro"

2. mais surtout, ta chambre froide aura un plafond qui lui ne sera pas vraiment transparent...

 

Bref, les miroirs en glace d'eau risquent peu d'être utilisés...

[Guilaume]

Justement, pourquoi pas un coelostat en combinaison avec un miroir liquide ?

 

 

Ils ont essayé de faire le plus économique possible. Ils attendent que les objets passent dans le champ je suppose.

[zorgdotnl]

C'est bigrement interessant ces films métalliques liquiformes comme alternative au mercure!!

Ça permet de faire des étalons plan de grand diamètre pour tester des optiques

[Daniel Rosier]

Euh oui, mais si tu enfermes le disque dans une chambre froide à température régulée :

1. il faut une régulation ultra fine de la température. La densité de la glace est de 917 kg/m3 à 0° et de 929 kg/m3 à -100°C. Soit une variation de l'ordre de 0.01%/°C. Si tu contrôles la température à 1/100°C (une prouesse) , on est alors à une précision de l'ordre de 1 µm sur l'état de surface, donc très loin de lambda/12 (quelques poignées de nm) requis pour assurer un bon télescope "pro"

2. mais surtout, ta chambre froide aura un plafond qui lui ne sera pas vraiment transparent...

 

Bref, les miroirs en glace d'eau risquent peu d'être utilisés...

 

Merci pour toutes ces précisions Fred!

 

Le miroir gelé, c'est cuit!😀

[Moot]

Ça permet de faire des étalons plan de grand diamètre pour tester des optiques

Ils ne sont pas tout à fait plans, car sur les grands diamètres, la courbure terrestre qu'ils prennent devient mesurable. On a tout de même l'inconvénient que les optiques testées doivent être placées horizontalement, et qu'il faut éviter les effets de bord dus à la tension superficielle.

[Saturn57]

C'est Archimède qui a découvert que la surface d'un liquide prend spontanément la forme d'une hyperbole au contact des bords du récipient. C'est pourquoi il a dit au légionnaire romain : "Ôte-toi de mon ménisque".