Gökbilimde ilerlemek için teleskoplarımızın boyutlarını genişletmemiz şarttır. Ne var ki, bu genişleme mevcut teknolojinin sınırlarını ciddi şekilde test etmektedir. James Webb Uzay Teleskobu’nun 6,5 metrelik aynası bile roketle taşınabilirlik açısından en üst limite ulaşmıştır. Peki, teleskop aynası cam yerine sıvıdan yapılmış olsaydı? NASA ve Technion Üniversitesi’nin ortaklaşa yürüttüğü FLUTE (Fluidic Telescope) projesi, tam olarak bu fikri temel almaktadır. Projenin özünde, mikro yerçekimsiz ortamlarda sıvıların yüzey gerilimi sayesinde mükemmel küresel formlar oluşturma yeteneği yatmaktadır. Bu özellik, teleskop aynaları için ideal bir tasarım sunar.
50 metre çapında bir sıvı ayna konsepti, FLUTE projesinin öngördüğü yeniliklerden biridir. Bu boyut, bir futbol sahasından daha geniş olup, James Webb’in aynasından neredeyse sekiz kat daha büyük anlamına gelir. Ancak, böyle bir sıvı aynanın işleyişi konusunda önemli soru işaretleri bulunuyordu. Özellikle teleskopun farklı gök cisimlerine yöneltilmesi sırasında sıvı yüzeyin nasıl etkileneceği belirsizdi. Bilim insanları bu konuyu ele almak için teorik modeller ve laboratuvar deneyleri gerçekleştirdi. Yapılan analizler sonucunda, sıvı ayna dönüş esnasında mikrometre düzeyinde bozulmalar yaşasa da, bu bozulmalar aynanın merkezine oldukça yavaş bir şekilde ulaşmaktadır. Hatta, her gün yapılan manevralarda 10 yıl boyunca aynanın iç yüzde 80‘lik kısmı yüksek optik kaliteyi korur.
Deneylerle doğrulanmış bulgular, bu tür teleskopların bir ‘manevra bütçesi’ ile çalışması gerektiğini ortaya koymuştur. Yani, teleskopun toplam yön değiştirme kapasitesi sınırlıdır. İlginç bir şekilde, araştırmalar çok sayıda küçük manevranın, tek bir büyük hareketten daha etkili olduğunu göstermiştir. Çünkü küçük manevralar daha az simetrik bozulma yaratır ve bu bozulmalar optik olarak düzeltilebilir hale gelir. Araştırmacılar, bu teorik tahminleri test etmek için laboratuvar ortamında temassız elektromanyetik kuvvetler kullanarak sıvı filmler üzerinde kontrollü bozulmalar oluşturdular. Deney düzeneği gerçek teleskop ölçeğinden çok daha küçük olsa da, elde edilen veriler geliştirilen matematiksel modelin sıvı dinamiklerini doğru bir şekilde tahmin edebildiğini kanıtlamıştır.
Yeni nesil teleskopların kendi kendini onarma özelliği, araştırmanın en dikkat çekici yönlerindendir. Sıvı aynalar, sadece daha büyük olmanın ötesinde, daha esnek teleskoplara olanak tanır. Bu aynalar, gözlem görevinin ihtiyaçlarına göre kendini şekillendirebilir, optik hataları düzeltebilir ve hatta mikrometeor çarpmalarından sonra kendini onarabilir. Teorik altyapı ne kadar sağlam olsa da, sıvının uzayda taşınması ve kontrolü hala önemli mühendislik zorlukları barındırmaktadır. Yine de, bu çalışma böyle teleskopların onlarca yıl görev yapabileceğini ve sıfırdan yeniden şekillendirilebileceğini göstermektedir. 2030’lu yıllar ve sonrasında planlanan yeni nesil uzay teleskopları için FLUTE, geleneksel cam tabanlı tasarımlardan akışkan fiziği odaklı yaklaşımlara geçişin bir habercisi olabilir.
