ベンタブラック310は天文学者の光害削減に貢献

サリー・ナノシステムズの科学者たちは、史上最も黒い黒を作り出すことに成功しました。ベンタブラックと呼ばれるこの新塗料は、望遠鏡や極低温室といった繊細な宇宙機器における光害を除去することができます。この最も黒い黒が、天文学者による宇宙の理解と探査にどのように役立つのか、以下にご紹介します。

衛星と宇宙ゴミによる光害

お住まいの地域で夜空が見にくくなっていることにお気づきですか？この現象には、光害をはじめ、さまざまな要因が考えられます。光害といえば、都市やその他の地上の物体が作り出す光が主な原因だと考えがちです。

しかし、衛星による光害は天文学者にとって依然として大きな問題であり、頭を悩ませ続けています。衛星は高性能望遠鏡の画像に光跡やその他の光害を残すことがあります。これらの装置は数百万ドルもするため、天文学者はこの状況に対処する方法を必要としています。

ソース - ヴァンタブラック

残念なことに、衛星の打ち上げは増加傾向にあり、過去5年間で宇宙に打ち上げられた衛星の数は、これまでの全期間を上回っています。今日、衛星は日々の移動からエンターテインメント、そして防衛に至るまで、あらゆる場面で重要な役割を果たしています。

宇宙搭載技術への依存は今後数年間でさらに高まると予想され、アナリストたちは光害問題が悪化し、ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡やヴェラ・ルビン望遠鏡といった高性能望遠鏡プロジェクトの成果が制限されると予測しています。どちらの望遠鏡も、軌道投入には数百万ドルもの税金が投入されています。残念ながら、一部の報道によると、画像の最大40%に光害が含まれるとされています。

光害を吸収するために黒い塗料を使用する

これらの機器に対する光害の影響を軽減するために多くの科学技術が利用されてきましたが、最も効果的だったのは光波を吸収するように設計された特殊な黒色塗料であることが判明しました。

SpaceXのような企業は、光害対策として暗い色の塗料の使用を試みましたが、効果は限定的でした。SpaceXの試みにおける主な問題は、吸収する光量の増加によって過熱し始めたことでした。

英国のサリー・ナノシステムズは、黒色塗料の効果を高める上で重要な役割を果たしてきました。同社のこれまでの研究は、スーパーブラック塗料が光害を軽減する効果を実証するのに役立っています。

当時のこの製品の主な欠点は、カーボンナノチューブの表面を傷つけずに取り扱うことができなかったことです。研究を継続する必要性を認識し、研究チームは結果を改善するためにいくつかの調整を行いました。

ベンタブラック研究

サリー・ナノシステムズのエンジニアはカーボンナノチューブコーティングを開発した。 ヴァンタブラック 極低温チャンバー内の光害を低減します。これらのチャンバーは、深宇宙で動作する機器の試験に最適です。

部品が何百万マイルも離れた宇宙空間に送り出される前に、エンジニアは潜在的な問題を特定することができます。部品の故障はミッション全体を危険にさらす可能性があります。ベンタブラックコーティングは、カーボンナノチューブを使用することで、フーリエ変換分光モジュールにおいて-269℃での光抑制を実現します。

エンジニアたちはまた、 ベンタブラック310 塗料。このコーティングは、黒よりも黒い宇宙用塗料で、いくつかの重要な点で従来の設計を改良しています。「すすのような” は、その厚みゆえに「コーティング」と表現されることもあります。このコーティングには特殊なバインダーが組み込まれており、従来のコーティングよりもはるかに頑丈で耐久性に優れています。

ベンタブラック310で深宇宙をシミュレーション

ベンタブラック310の試験のため、エンジニアたちは軌道をシミュレートできる特別なチャンバーを製作しました。チームは極低温チャンバーを用いて深宇宙でのXNUMX年間の滞在をシミュレートしました。試験段階では、光子の漏洩を記録しました。

科学者たちは、極低温遠赤外線（FIR）フーリエ変換分光スキャン機構（FTSM）を用いて、測定の高感度化を図り、わずかな光害も捉えられるようにしました。注目すべきは、このテストがカナダ宇宙庁とレスブリッジ大学で行われたことです。

ベンタブラック310の極低温試験における性能

ベンタブラック宇宙塗料の試験結果は、以前のバージョンと比べて飛躍的な進歩を示しました。等級（天体の明るさ）を測定する際、ベンタブラックはスペクトル全体にわたって光の98%を吸収しました。これは、通常95%程度の光を吸収していた従来のコーティングと比べて、大幅な改善を示しています。

実験結果から、ベンタブラックはあらゆる入射角からの光を吸収し、その性能をさらに高めていることが示されました。さらに、この塗料は開発当初から環境に配慮して設計されており、将来のCO2排出量削減目標の達成も可能となっています。

試験結果では、Vantablack 310が競合製品よりも耐久性に優れていることも示されました。このコーティングは取り扱いが容易で、衛星やその他の宇宙機器への適用も容易です。この優れた耐久性により、コスト効率が向上し、深宇宙の過酷な環境にも耐える塗料の性能が向上します。

ベンタブラックのメリット

ベンタブラックが市場にとって大きなメリットとなる点は数多くあります。例えば、衛星を肉眼で観測できなくなり、高性能望遠鏡による画像撮影が可能になります。この成果により、天文学者は最先端の機器を最大限に活用できるようになり、将来の新たな発見への扉が開かれます。

ベンタブラックは強化された光学性能を実現

ベンタブラックの主な利点の一つは、望遠鏡やその他の宇宙機器の光学性能を向上させることができることです。これらの高感度天文測定装置は数十億ドルもの費用がかかり、打ち上げ費用も高額で、科学研究にとって極めて重要です。したがって、これらの性能を向上させるあらゆる手段が、成功に不可欠です。

温度変化に強い

宇宙で動作するには、機器は氷点下から高温までシームレスに移行できる必要があります。衛星は軌道上を周回するため、片側が太陽に面し、もう片側が極寒に何年もさらされることがよくあります。ベンタブラックはこうした条件にも耐えられるため、将来の宇宙船にとって理想的なソリューションとなります。

ベンタブラックは製造コストを削減します

ベンタブラック310が市場にもたらす耐久性の向上は、画期的なものです。この材料はメーカーが自社内で衛星に適用できるため、コスト削減、出荷遅延の削減、そして組立工程全体のスピードアップにつながります。さらに、この耐久性の高いコーティングは、光害軽減を目的とした他の対策よりもはるかにシンプルな構造となっています。

ベンタブラック研究者

「黒よりも黒い塗料」の研究は、サリー・ナノシステムズ社とサリー大学の共同事業です。注目すべきは、この企業はサリー大学からスピンオフした企業であり、「黒よりも黒い塗料」のさらなる研究資金獲得を目的として設立されたことです。プロジェクト開始以来、このプロジェクトは革新性で高い評価を得ており、航空宇宙用コーティング、宇宙光学など、様々な分野の先駆的な研究に貢献してきました。

ベンタブラックの用途

ベンタブラックは、航空宇宙、軍事、科学研究分野など、幅広い用途に使用されています。光害を排除できることは大きな利点であり、センサーの精度向上と製造の容易化に貢献します。ベンタブラックの潜在的な用途をいくつかご紹介します。

望遠鏡コーティング

ベンタブラックは、天文学者の光学系の性能向上に貢献するでしょう。このコーティングは、衛星ストリーミングや超高性能機器によるその他の光害を低減するために使用されます。これらの衛星望遠鏡の多くは軌道上に設置されるため、ベンタブラックの耐久性向上により、寿命が延び、精度が向上することが期待されます。

極低温チャンバー

極低温チャンバーの利用が増加しています。これらの装置は、量子コンピューターなどにおいて、物体を氷点下に保つために使用されます。場合によっては、極低温技術は光放射が最小限に抑えられた深宇宙をシミュレートするために使用されます。

エンジニアたちは、Vantablack S-IR を内部光学表面に適用することで、レーザーベースの極低温 FIR FTSM 位置フィードバック モジュールを含む極低温デバイスのパフォーマンスが向上することを指摘しました。

ベンタブラックの未来

ベンタブラックの将来は明るい。同社の最新世代であるベンタブラック310は、学生衛星ジョビアン1号に搭載されて宇宙に打ち上げられ、展開型太陽電池パネルのコーティング材として使用される予定だ。

注目すべきは、この低軌道衛星はレーザーで追跡され、軌道を周回するにつれてコーティングの反射率と性能が監視されることです。科学者たちはこのデータを用いて、ベンタブラック製品ラインのさらなる改良に取り組みます。

航空宇宙用コーティングへの投資

航空宇宙コーティング分野は、今日のテクノロジーにおいて極めて重要な役割を果たしています。これらの企業は材料科学の限界を押し広げ、独自の機能を備えた新たな材料の組み合わせを発見し、深宇宙探査などの用途に最適です。ここでは、航空宇宙コーティング市場におけるイノベーションで高い評価を得ている企業をご紹介します。

ハウメットエアロスペース株式会社

ハウメットエアロスペース (HWM ) 1926年、オーステナルという社名で全く異なる事業分野を掲げて市場に参入しました。当時は歯科用製品を販売していましたが、第一次世界大戦後に状況は一変し、この時期に航空機エンジン用スーパーチャージャーの製造に進出しました。

1965年、数々の買収を経てペンシルベニア州ピッツバーグに本社を移転し、社名をハウメットに変更しました。ヘメット・エアロスペースは現在、市場に多くの重要な部品とコーティングを提供しています。

ハウメット・エアロスペースは、ロッキード・マーティンをはじめとする企業と強力な戦略的パートナーシップを結んでおり、戦闘機の重要部品を供給しています。同社の事業は製品ラインナップの拡充とともに拡大し、現在では北米、ヨーロッパ、南米、アジアに拠点と顧客を有しています。

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ベンタブラック – 空から光害を消す

ベンタブラックとその派生素材は、より効果的な天文学への扉を開きます。このコーティングは、大量の熱を発生させることなく、照射される光の大部分を吸収する技術を活用しています。この特性は、将来の宇宙活動にとって理想的な選択肢となります。そのため、宇宙船の内部から次世代の電気自動車のスクリーンまで、あらゆるものにベンタブラックが使用される可能性があります。

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