Η NASA έχει κάποιες πολύ προηγμένες ιδέες στο μυαλό για την επόμενη γενιά διαστημικών τηλεσκοπίων. Αυτά περιλαμβάνουν το Διαμετακόμιση δορυφόρου Exoplanet Survey (TESS), που πρόσφατα πήρε στο διάστημα, καθώς και το Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) (προγραμματίζεται να ξεκινήσει το 2020) και το Τηλεσκόπιο έρευνας υπερύθρων ευρείας περιοχής (WFIRST), το οποίο βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη.
Πέρα από αυτά, η NASA έχει επίσης εντοπίσει πολλές υποσχόμενες προτάσεις στο πλαίσιο της Έρευνας Δεκαδικής για την Αστροφυσική του 2020. Αλλά ίσως η πιο φιλόδοξη ιδέα είναι αυτή που απαιτεί ένα διαστημικό τηλεσκόπιο αποτελούμενο από ενότητες που θα συναρμολογούνταν. Αυτή η ιδέα επιλέχθηκε πρόσφατα για την ανάπτυξη της Φάσης Ι στο πλαίσιο του προγράμματος NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) του 2018.
Η ομάδα πίσω από αυτήν την ιδέα καθοδηγείται από τον Ντμίτρι Σαβράνσκι, βοηθό καθηγητή μηχανολογίας και αεροδιαστημικής στο Πανεπιστήμιο Cornell. Μαζί με 15 συναδέλφους από όλες τις ΗΠΑ, ο Savransky δημιούργησε μια ιδέα για ένα αρθρωτό τηλεσκόπιο ~ 30 μέτρων (100 πόδια) με προσαρμοστική οπτική. Αλλά το πραγματικό kicker είναι το γεγονός ότι θα αποτελούταν από ένα σμήνος ενοτήτων που θα συναρμολογούνταν αυτόνομα.
Ο καθηγητής Savransky διαθέτει μεγάλη εμπειρία στα διαστημικά τηλεσκόπια και στο κυνήγι εξωπλανητών, έχοντας βοηθήσει στην ολοκλήρωση και τη δοκιμή του Gemini Planet Imager - ένα όργανο στο Νότιο Τηλεσκόπιο Gemini στη Χιλή. Συμμετείχε επίσης στο σχεδιασμό της έρευνας του Gemini Planet Imager Exoplanet, η οποία ανακάλυψε έναν πλανήτη που μοιάζει με Δία σε τροχιά 51 Eridani (51 Eridani b) το 2015.
Αλλά κοιτάζοντας το μέλλον, ο καθηγητής Savransky πιστεύει ότι η αυτοσυναρμολόγηση είναι ο τρόπος για να δημιουργήσετε ένα σούπερ τηλεσκόπιο. Καθώς αυτός και η ομάδα του περιέγραψαν το τηλεσκόπιο στην πρότασή τους:
«Ολόκληρη η δομή του τηλεσκοπίου, συμπεριλαμβανομένων των πρωτογενών και δευτερευόντων καθρεπτών, της δευτερεύουσας δομής στήριξης και του επίπεδου ηλιοπροστατευτικού θα κατασκευαστεί από μια ενιαία μονάδα διαστημικού σκάφους μαζικής παραγωγής. Κάθε δομοστοιχείο θα αποτελείται από ένα διαγώνιο διαγώνιο διαμέτρου ~ 1 μ. Με ένα ενεργό συγκρότημα από άκρη σε άκρη.
Αυτές οι μονάδες θα εκτοξευτούν ανεξάρτητα και στη συνέχεια θα πλοηγηθούν στο σημείο Sun-Earth L2 χρησιμοποιώντας αναπτυσσόμενα ηλιακά πανιά. Αυτά τα πανιά θα γίνουν στη συνέχεια το επίπεδο τηλεσκόπιο αντηλιακό όταν οι μονάδες ενώνονται και συναρμολογούνται, χωρίς την ανάγκη ανθρώπινης ή ρομποτικής βοήθειας. Παρόλο που αυτό μπορεί να ακούγεται ριζικά προηγμένο, σίγουρα συμβαδίζει με αυτό που ψάχνει το NIAC.
"Αυτό είναι το πρόγραμμα NIAC", δήλωσε ο Δρ Savransky σε πρόσφατη συνέντευξη στο Cornell Chronicle. "Βάζετε αυτές τις κάπως τρελές ιδέες, αλλά στη συνέχεια προσπαθήστε να τις δημιουργήσετε αντίγραφα ασφαλείας με μερικούς αρχικούς υπολογισμούς και, στη συνέχεια, είναι ένα έργο εννέα μηνών όπου προσπαθείτε να απαντήσετε σε ερωτήσεις σκοπιμότητας."
Στο πλαίσιο των βραβείων της φάσης Ι του NAIC 2018, τα οποία ανακοινώθηκαν στις 30 Μαρτίου, η ομάδα έλαβε 125.000 $ για μια περίοδο εννέα μηνών για τη διεξαγωγή αυτών των μελετών. Εάν αυτά είναι επιτυχημένα, η ομάδα θα μπορεί να υποβάλει αίτηση για βραβείο Φάσης II. Όπως ανέφερε ο Mason Peck, αναπληρωτής καθηγητής μηχανικής και αεροδιαστημικής στο Cornell και πρώην διευθυντής τεχνολογίας στη NASA, ο Savransky βρίσκεται στο σωστό δρόμο με την πρόταση του NIAC:
«Καθώς τα αυτόνομα διαστημικά σκάφη γίνονται πιο συνηθισμένα και καθώς συνεχίζουμε να βελτιώνουμε τον τρόπο με τον οποίο κατασκευάζουμε πολύ μικρά διαστημόπλοια, είναι πολύ λογικό να κάνουμε την ερώτηση του Savransky: Είναι δυνατόν να κατασκευάσουμε ένα διαστημικό τηλεσκόπιο που μπορεί να δει πιο μακριά και καλύτερα, χρησιμοποιώντας μόνο φθηνά μικρά εξαρτήματα που αυτοσυναρμολογούνται σε τροχιά; "
Η αποστολή στόχος για αυτήν την ιδέα είναι ο μεγάλος υπεριώδης / οπτικός / υπέρυθρος επιθεωρητής (LUVOIR), μια πρόταση που αυτή τη στιγμή διερευνάται στο πλαίσιο της έρευνας Decadal 2020 της NASA. Ως μία από τις δύο έννοιες που διερευνάται από το Διαστημικό Κέντρο Πτήσης Goddard της NASA, αυτή η ιδέα της αποστολής απαιτεί ένα διαστημικό τηλεσκόπιο με έναν τεράστιο πρωτογενή καθρέφτη με διαμέτρηση που έχει διάμετρο περίπου 15 μέτρα.
Όπως και το JWST, ο καθρέφτης του LUVOIR θα αποτελούταν από ρυθμιζόμενα τμήματα που θα ξεδιπλώνονταν μόλις αναπτυχθεί στο διάστημα. Οι ενεργοποιητές και οι κινητήρες προσαρμόζουν ενεργά και ευθυγραμμίζουν αυτά τα τμήματα για να επιτύχουν την τέλεια εστίαση και να συλλάβουν φως από εξασθενημένα και μακρινά αντικείμενα. Ο πρωταρχικός στόχος αυτής της αποστολής θα ήταν να ανακαλύψει νέους εξωπλανήτες καθώς και να αναλύσει φως από εκείνους που έχουν ήδη ανακαλυφθεί για να εκτιμήσουν την ατμόσφαιρα τους.
Όπως ανέφερε ο Savransky και οι συνάδελφοί του στην πρότασή τους, η ιδέα τους ευθυγραμμίζεται άμεσα με τις προτεραιότητες των Τεχνολογικών Χαρτών της NASA στα Επιστημονικά Όργανα, τα Παρατηρητήρια και τα Συστήματα Αισθητήρων και τη Ρομποτική και τα Αυτόνομα Συστήματα. Δηλώνουν επίσης ότι η αρχιτεκτονική είναι ένα αξιόπιστο μέσο για την κατασκευή ενός τεράστιου διαστημικού τηλεσκοπίου, το οποίο δεν θα ήταν δυνατό για προηγούμενες γενιές τηλεσκοπίων όπως Χαμπλ και το JWST.
«Ο Τζέιμς Γουέμπ θα είναι το μεγαλύτερο αστροφυσικό παρατηρητήριο που έχουμε βάλει ποτέ στο διάστημα και είναι απίστευτα δύσκολο», είπε. "Συνεπώς, ανεβαίνοντας σε κλίμακα, σε 10 μέτρα ή 12 μέτρα ή πιθανώς ακόμη και 30 μέτρα, φαίνεται σχεδόν αδύνατο να καταλάβουμε πώς θα φτιάχνατε αυτά τα τηλεσκόπια με τον ίδιο τρόπο που τα φτιάχνουμε."
Έχοντας λάβει ένα βραβείο Φάσης Ι, η ομάδα σχεδιάζει να διεξάγει λεπτομερείς προσομοιώσεις για το πώς οι μονάδες θα πετούσαν στο διάστημα και θα συναντηθούν μεταξύ τους για να καθορίσουν πόσο μεγάλα πρέπει να είναι τα ηλιακά πανιά. Σχεδιάζουν επίσης να πραγματοποιήσουν μια ανάλυση του συγκροτήματος του καθρέφτη για να επιβεβαιώσουν ότι τα δομοστοιχεία θα μπορούσαν να επιτύχουν την απαιτούμενη εικόνα επιφάνειας μόλις συναρμολογηθούν.
Όπως ανέφερε ο Peck, εάν είναι επιτυχής, η πρόταση του Dr. Savransky θα μπορούσε να είναι μια αλλαγή παιχνιδιού:
«Εάν ο καθηγητής Savransky αποδείξει τη δυνατότητα δημιουργίας ενός μεγάλου διαστημικού τηλεσκοπίου από μικροσκοπικά κομμάτια, θα αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο εξερευνούμε το διάστημα. Θα είμαστε σε θέση να δούμε πιο μακριά, και καλύτερα από ποτέ - ίσως ακόμη και στην επιφάνεια ενός εξωηλιακού πλανήτη. "
Στις 5 και 6 Ιουνίου, η NASA θα πραγματοποιήσει επίσης μια συνάντηση προσανατολισμού NIAC στην Ουάσιγκτον, όπου όλοι οι νικητές της Φάσης Ι θα έχουν την ευκαιρία να συναντηθούν και να συζητήσουν τις ιδέες τους. Άλλες προτάσεις που έλαβαν το βραβείο Φάσης Ι περιλαμβάνουν ρομπότ αλλαγής σχήματος για εξερεύνηση του Τιτάνα, ελαφριούς αισθητήρες εναέριας ατμόσφαιρας για να εξερευνήσουν την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης, ρομπότ με φτερά για να εξερευνήσουν τον Άρη, μια νέα μορφή προώθησης δέσμης για διαστρικές αποστολές (παρόμοια με το Breakthrough Starshot) , ένα ρομπότ με ατμό για ωκεανικούς κόσμους και ένα αυτοαναπαραγόμενο περιβάλλον από μύκητα.
Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με αυτές τις έννοιες, καθώς και αυτές που έλαβαν το βραβείο Φάσης II, εδώ.
