Uuden sukupolven optiikka mahdollistaa planeettojen etsinnän täpläinterfeometrian avulla

Kuvituskuvaa
Kuva I

Täpläinterferometria on tekniikka, jossa tähti peitetään maskilla, ja sitten sen ympäristö saadaan paremmin näkyviin. Ongelma tuo laitteen käytössä sitten on se, että jokaiselle tähdelle on valmistettava oma "täplänsä", eli pieni metallilevy, joka siirretään niin, että se peittää tähden täysin, jotta tutkijat voivat seurata sen ympärillä olevaa kaasu tai pölylevyä, josta voidaan tällöin etsiä planeettoja, jotka näkyvät tihentyminä tuossa kiekossa. Mutta sitten ongelmia aiheuttaa se, että tähti peittää kirkkaudellaan tuon pölykiekon, ja siinä olevat planeetat eivät näin ollen näy teleskoopissa, mutta älykkäällä optiikalla voidaan tuollainen ongelma ratkaista helposti.

Eli tuohon kaukoputken peiliin asennetaan nanoteknologiaa hyödyntävä kerros, joka koostuu pienistä kuulista tai rullista, joiden toinen puoli on musta ja toinen hopeoitu. Kun tuo laite käännetään kohti tähteä, niin silloin osa noista kappaleista kääntyy ympäri, jolloin tuo kohdetähti voidaan peittää hyvin tehokkaasti sekä täsmällisesti tuolla täplällä, mikä on ehdoton edellytys, jotta täpläinterferometriaa voidaan tehokkaasti hyödyntää tuon tähden havainnoinnissa. Tuon nanoteknologian etuna on se, että se ei häiritse teleskoopin muita tehtäviä, kuten syvän taivaan kuvaamista sekä universumin etäisimpien kohteiden etsimistä. Mutta tietenkin tuollaisen teleskoopin kokoa rajoittaa se, että sen peilin rakenne on kompromissi lyhyen ja pitkän polttovälin välillä.

Lyhyen polttovälin teleskooppi on lyhyempi, mutta sen pääpeilistä tulee silloin paksumpi ja painavampi, kun taas pitkän polttovälin teleskooppissa pääpeili on paljon kevyempi, mutta myös peilien valmistamiseen käytettävät materiaalit kehittyvät muidenkin kuin nanotekniikan osalta. Tulevaisuuden teleskoopissa voi peili olla yksinkertaisesti parabolimuotoon valettu metallinpala, jonka päälle on kiinnitetty polymeerikalvo, joka on hopeoitu, niin että siitä muodostuu peilipinta, joka on tietenkin halvempi kuin hiottu lasi, ja jos tuo pinta sitten vaurioituu, niin silloin kyseinen polymeeri voidaan vaihtaa saman tien, ja ehkä tulevaisuudessa kaukoputkien pelit valmistetaan niin, että nuo metallikappaleet päällystetään spraypurkista ruiskutettavalla heijastavalla maalilla, joka voidaan tehdä sellaiseksi, että kun peilin alustaan johdetaan sähköä, niin tuo pinta pysyy siinä kiinni, mutta kun magneeteista katkaistaan virta, niin tuo peilipinta putoaa pois.

Tuolloin pinnan korjaaminen on äärimmäisen helppoa, jos se sattuu vaurioitumaan esimerkiksi ilkivallan tai huolimattomuuden takia. Tuon peilin alusta tehdään siis erittäin kovasta metallista, jotta se ei väänny mekaanisessa rasituksessa, ja se voidaan varustaa myös tehokkaalla jäähdyttimellä, joka tasaa sen lämpötilaa, niin että tuo optinen pinta ei väänny lämpölaajenemisen seurauksena, kun tuo kappale elää lämpötilojen mukaan. Eli teleskooppien pitää aina olla mahdollisimman tasaisessa lämpötilassa, jotta näiden laitteiden herkkä optiikka ei mene piloille, kun niiden valtavat, jopa kymmenmetriset peilit sitten laajenevat, kun lämpötila muuttuu vuorokauden mukaan, ja tuo lämpötilaero sitten rikkoo noiden laitteiden herkät peilit tai pikemminkin muuttaa niiden hiontaa, niin että tuo äärimmäisen tärkeä polttoväli menee piloille.

Tuo on erittäin tärkeää silloin, kun teleskooppi laukaistaan avaruuteen, jolloin sen optiikkaa ei päästä ehkä huoltamaan ollenkaan, koska tuleva avaruuskaukoputki ehkä sijoitetaan jopa Pluton radan ulkopuolelle, ja sinne ei voida noin vain lentää, mutta lähdössä se voi kuitenkin kuumentua, ja silloin sen optiikka voi mennä piloille. Jos teleskooppi sijoitetaan Pluton radan ulkopuolelle, niin silloin sen kyky havainnoida infrapuna-alueita on varmasti parempi kuin lähempänä Aurinkoa olevan teleskoopin. Energiansa  tuo infrapunakaukoputki saisi ydinreaktorista, joka ruokkii sähkövirralla sen tehokasta CCD-lastua, joka havainnoi avaruutta termisen infrapunan avulla. Samoin tehokas kommunikaatiolaitteisto vaatii paljon tehoa. Tuo teleskooppi lähettäisi hankkimansa tiedot maahan laserilla, jotta se voisi mahdollisimman tehokkaasti hyödyntää operointiaikansa, joka ydinvoiman käytöstä huolimatta on rajallinen.

Hermostoimiplantti voi olla lähitulevaisuutta

Kun puhutaan puoliksi orgaanisista mikropiireistä, ja niiden mahdollisesta istuttamisesta ihmiseen, niin voidaan tietenkin ajatella tätä suurena mahdollisuutena koko yhteiskunnan kannalta sekä hyvässä että pahassa. Hermostoon implantoiduilla WLAN-mikrosiruilla voidaan sokeille palauttaa näkökyky ilman, että ihon läpi viedään johtoja. WLAN-teknologiaan perustuvat verkkokalvon korvaajat ovat sellaisia, että kun tällainen laite asennetaan ihmisen näköhermoon, ja se liitetään vaikka aurinkolasien sangassa olevaan kameraan, niin vältytään suurimmalta ongelmalta, mikä on näissä ihmiseen liitettävissä prosessoreissa ja aivosignaaleita hyödyntävissä prosessoreissa ollut.

Mutta tavoite olisi kuitenkin se, että ihmiseen asennetaan mahdollisimman vähän epäorgaanisia osia, ja nämä CCD-kamerat ja tekniset välineet voivat tulevaisuudessa olla ainoastaan ylimenokauden välineitä, joita käytetään kunnes esimerkiksi ihmisen omista verkkokalvon soluista valmistettu eli kasvatettu verkkokalvo on käytettävissä. Tai ehkä niiden käyttö olisi järkevää tilanteessa, jossa omaa verkkokalvoa ei olisi jostain syystä jäljellä.

Näet ihmisen ihon läpi vietävissä johdoissa on ongelmana se, että tämä aiheuttaa jatkuvan haavan henkilön ihossa. WLAN-tekniikalla voidaan tuo johdon läpivienti korvata täysin. Langattoman yhteyden toinen osapuoli, eli ihmisen sisään asennettu implantti, joka toimittaa esimerkiksi kamerakuvan näköhermoon voidaan varustaa samanlaisella paristolla, jota käytetään esimerkiksi sydämmen tahdistimissa. Nämä plutonium-paristot ovat erittäin kestäviä, joten niitä pitää vaihtaa todella harvoin.

Tämä ihmisen näköhermoon tai amputoituun raajaan asennettava WLAN-implantti mahdollistaa robottiproteesien turvallisen käytön. Eli nämä proteesit irroitetaan ja laitetaan takaisin, kuten perinteinen proteesi, ja ne ladataan tavallisesta pistorasiasta. Ja esimerkiksi silmäproteesi voi olla joko silmäkuopassa oleva lasisilmästä tehty "piilokamera", joka on varustettu CCD-kameralla. Tai se voi olla esimerkiksi aurinkolasien sankoihin kiinnitetty kamera. CCD-implantti antaa kuitenkin apua siinä tapauksessa, että henkilön sokeus johtuu verkkokalvon rappeumasta.

Tässä tapauksessa implantti voidaan asettaa silmän pohjalle, ja tätä asennusta ei kukaan juurikaan huomaa. Toki tällaisessa tapauksessa kannattaisi ehkä käyttää mieluummin verkkokalvon siirrettä, joka valmistetaan ihmisen verkkokalvon omista soluista. Tämä siirre tehdään siten, että verkkokalvosta otetaan muutamia soluja, joista kasvatetaan laboratorioissa verkkokalvo. Sitten lääkäri siirtää vain tuon verkkokalvon takaisin ihmiseen. Eli nämä CCD ja muut tekniikkaproteesit olisivat ehkä vain väliaikaisratkaisu, kunnes henkilölle saadaan uusi silmä valmistettua laboratoriossa.