Đây là giải pháp cách mạng thay thế kính thiên văn truyền thống

[Nguyễn Hoàng]

Kính thiên văn hiện đại đã mở ra cánh cửa khám phá vũ trụ, cho phép chúng ta nhìn ngược về quá khứ xa xôi của vũ trụ. Tuy nhiên, việc chế tạo và vận hành những kính thiên văn này vẫn là một thách thức lớn về kỹ thuật và chi phí. Nhưng với sự ra đời của thấu kính phẳng, mọi thứ có thể thay đổi hoàn toàn.

Thấu kính phẳng: Giải pháp cho những hạn chế của kính thiên văn truyền thống​

Thấu kính truyền thống, thành phần cốt lõi của kính thiên văn, luôn đi kèm với những hạn chế lớn. Chúng thường gặp vấn đề về quang sai màu, dẫn đến hình ảnh bị mờ và viền màu không mong muốn. Mặc dù các nhà khoa học đã phát triển thấu kính vô sắc, nhưng chúng vẫn chưa giải quyết triệt để vấn đề.

Một thách thức khác là kích thước và trọng lượng của thấu kính. Khi thấu kính lớn hơn, chúng đòi hỏi nhiều không gian hơn và các cấu trúc hỗ trợ phức tạp. Điều này làm tăng chi phí phóng và vận hành kính thiên văn, đặc biệt là trong không gian.

Giải pháp đến từ các nhà nghiên cứu tại Đại học Utah, nơi họ đề xuất sử dụng thấu kính phẳng thay vì thấu kính cong truyền thống. Thấu kính phẳng không chỉ nhẹ và nhỏ gọn hơn mà còn khắc phục được vấn đề quang sai màu, mang lại hình ảnh sắc nét và chính xác hơn.

Thấu kính phẳng hoạt động như thế nào?​

Thấu kính phẳng, hay còn gọi là thấu kính nhiễu xạ đa cấp (MDL), có cấu trúc gồm các vòng đồng tâm được tạo ra bằng kỹ thuật quang khắc thang độ xám. Với độ dày chỉ 2,4 micron, thấu kính này có thể bao phủ phạm vi bước sóng từ 400 đến 800 nanomet, tương đương với dải màu mắt người có thể nhìn thấy.

Trong các thử nghiệm, thấu kính phẳng đã chứng minh khả năng chụp ảnh chi tiết bề mặt Mặt Trời và Mặt Trăng. Đặc biệt, nó có thể phân biệt rõ ràng các vết đen Mặt Trời, những vùng tối trên bề mặt Mặt Trời do hoạt động từ trường mạnh. Đây là một thành tựu đáng kể, vì việc chụp ảnh các vết đen Mặt Trời đòi hỏi độ phóng đại cao và hiệu chuẩn ánh sáng chính xác.

Rajesh Menon, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Nếu thành công, thấu kính phẳng có thể cách mạng hóa các hệ thống hình ảnh trong không gian và trên mặt đất, giúp chúng trở nên đơn giản hơn và tiết kiệm chi phí hơn."

Hiện nay, có hai loại kính thiên văn chính: loại dùng thấu kính và loại dùng gương. Kính thiên văn dùng thấu kính dựa trên nguyên lý khúc xạ ánh sáng, trong khi kính thiên văn dùng gương dựa trên nguyên lý phản xạ.

Kính viễn vọng Hubble, một trong những kính thiên văn nổi tiếng nhất, sử dụng gương chính có đường kính 7,9 feet và nặng 1.825 pound. Mặc dù gương nhẹ hơn và mỏng hơn thấu kính, chúng đòi hỏi bảo dưỡng thường xuyên và dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như nhiệt độ và bụi.

Thấu kính phẳng hứa hẹn trở thành giải pháp trung gian, kết hợp ưu điểm của cả hai loại. Nó không chỉ nhẹ và nhỏ gọn mà còn có khả năng chụp ảnh màu sắc chính xác, mở ra tiềm năng lớn cho các sứ mệnh không gian chi phí thấp và ứng dụng trên mặt đất.

Theo Howtogeek