NASA ir prātā daži diezgan moderni jēdzieni, kad runa ir par nākamās paaudzes kosmosa teleskopiem. Tie ietver Tranzīta Exoplanet aptaujas satelīts (TESS), kas nesen aizņēma kosmosu, kā arī Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) (paredzēts uzsākt 2020. gadā) un Plaša lauka infrasarkano staru teleskops (WFIRST), kas joprojām tiek izstrādāta.
Papildus tiem NASA savā 2020. gada dekadales apsekojumā par astrofiziku ir noteikusi arī vairākus daudzsološus priekšlikumus. Bet, iespējams, visiecienīgākā koncepcija ir tāda, kas prasa kosmisko teleskopu, kas sastāv no moduļiem, kuri paši saliktu sevi. Šī koncepcija nesen tika izvēlēta I fāzes izstrādei kā daļa no 2018. gada NASA novatorisko progresīvo koncepciju (NIAC) programmas.
Šīs idejas komandu vada Dmitrijs Savranskis, Kornela universitātes mehāniskās un kosmiskās inženierzinātnes docents. Kopā ar 15 kolēģiem no visām ASV Savransky ir izstrādājis ~ 30 metru (100 pēdu) modulārā kosmosa teleskopa ar adaptīvo optiku koncepciju. Bet patiesais kicker ir fakts, ka to veidos modulis, kas patstāvīgi saliksies.
Prof. Savransky labi pārzina kosmosa teleskopus un eksoplanētu medības, palīdzot Gemini Planet Imager - instrumenta uz Gemini South teleskopā Čīlē - integrēšanā un testēšanā. Viņš arī piedalījās Gemini Planet Imager Exoplanet Survey plānošanā, kurš 2015. gadā atklāja Jupiteram līdzīgu planētu, kas riņķo ap 51 Eridani (51 Eridani b).
Bet, raugoties nākotnē, prof. Savranskis uzskata, ka sevis montāža ir veids, kā iet, lai izveidotu super teleskopu. Kad viņš un viņa komanda aprakstīja teleskopu savā priekšlikumā:
“Visa teleskopa struktūra, ieskaitot primāros un sekundāros spoguļus, sekundāro atbalsta struktūru un planāro saules aizsargu, tiks veidota no viena, masveidā ražota kosmosa kuģa moduļa. Katru moduli veidos sešstūrains ~ 1 m diametra kosmosa kuģis, kura augšpusē ir aktīvs spoguļa bloks no vienas malas uz otru. ”
Šie moduļi tiks palaisti neatkarīgi, un pēc tam, izmantojot pārvietojamos saules buras, virzīties uz punktu Saule-Zeme L2. Pēc tam, kad moduļi būs samontēti un salikti kopā, šīs buras kļūs par teleskopa plakanajiem saules aizsargiem, neprasot cilvēku vai robotu palīdzību. Lai arī tas var likties radikāli uzlabots, tas noteikti atbilst tam, ko meklē NIAC.
"Tieši tāda ir NIAC programma," teica Dr Savransky nesenajā intervijā Kornela hronikai. "Jūs izsakāties par šīm nedaudz trakoti izklausītajām idejām, bet tad mēģināt tās dublēt ar dažiem sākotnējiem aprēķiniem, un tad tas ir deviņu mēnešu projekts, kurā jūs mēģināt atbildēt uz iespējamības jautājumiem."
Kā daļa no 2018. gada NAIC I fāzes apbalvojumiem, kas tika paziņoti 30. martā, komandai tika piešķirti USD 125 000 USD deviņu mēnešu laikā, lai veiktu šos pētījumus. Ja tie būs veiksmīgi, komanda varēs pieteikties II posma balvai. Kā norādīja Meisons Peks, Kornellas mehāniskās un kosmiskās inženierzinātnes asociētais profesors un bijušais NASA galvenais tehnoloģiju virsnieks, Savranskis ar savu NIAC priekšlikumu ir uz pareizā ceļa:
“Tā kā autonomi kosmosa kuģi kļūst arvien izplatītāki un, turpinot uzlabot to, kā mēs uzbūvējam ļoti mazus kosmosa kuģus, ir daudz jēgas uzdot Savransky jautājumu: vai ir iespējams uzbūvēt kosmosa teleskopu, kas var redzēt tālāk un labāk, izmantojot tikai lēti mazi komponenti, kas paši samontējas orbītā? ”
Šīs koncepcijas mērķa misija ir Lielais ultravioletais / optiskais / infrasarkanais mērītājs (LUVOIR) - priekšlikums, kas pašlaik tiek pētīts kā daļa no NASA 2020. gada desmitgades apsekojuma. Kā viens no diviem jēdzieniem, ko izmeklē NASA Goddard kosmisko lidojumu centrs, šai misijas koncepcijai nepieciešams kosmiskais teleskops ar masīvu segmentētu primāro spoguli, kura diametrs ir aptuveni 15 metri (49 pēdas).
Līdzīgi kā JWST, LUVOIR spoguli veidotu regulējami segmenti, kas izplestos, tiklīdz tas tiks novietots kosmosā. Izpildmehānismi un motori aktīvi pielāgos un izlīdzinās šos segmentus, lai sasniegtu perfektu fokusu un uztvertu gaismu no vājiem un tālu objektiem. Šīs misijas galvenais mērķis būtu atklāt jaunas eksoplanetes, kā arī analizēt gaismu no tām, kas jau ir atklātas, lai novērtētu viņu atmosfēru.
Kā savā priekšlikumā norādīja Savranskis un viņa kolēģi, viņu koncepcija tieši saskan ar NASA tehnoloģiju ceļvežu prioritātēm zinātnes instrumentos, observatorijās un sensoru sistēmās un robotikā un autonomās sistēmās. Viņi arī apgalvo, ka arhitektūra ir ticams līdzeklis milzu kosmosa teleskopa uzbūvēšanai, kas nebūtu iespējams iepriekšējām paaudzēm teleskopiem, piemēram, Habls un JWST.
"Džeimss Vebs būs lielākā astrofizikas observatorija, ko mēs jebkad esam izvietojuši kosmosā, un tas ir neticami grūti," viņš teica. "Tātad, paceļoties mērogā līdz 10 metriem vai 12 metriem vai potenciāli pat 30 metriem, šķiet gandrīz neiespējami iedomāties, kā jūs šos teleskopus veidotu tāpat, kā mēs tos uzbūvējām."
Piešķirusi I posma balvu, komanda plāno veikt detalizētas simulācijas par to, kā moduļi lidos pa kosmosu un satiksies savā starpā, lai noteiktu, cik lieliem jābūt saules buras. Viņi arī plāno veikt spoguļa mezgla analīzi, lai pārliecinātos, ka moduļi pēc salikšanas varētu sasniegt nepieciešamo virsmu.
Kā norādīja Peks, ja doktora Savransky priekšlikums būs veiksmīgs, tas varētu būt spēles mainītājs:
“Ja profesors Savranskis pierādīs, ka no sīkiem gabaliņiem ir iespējams izveidot lielu kosmosa teleskopu, viņš mainīs to, kā mēs izpētīsim kosmosu. Mēs varēsim atļauties redzēt tālāk un labāk nekā jebkad - varbūt pat uz ekstrasolāru planētas virsmas. ”
5. un 6. jūnijā NASA vadīs arī NIAC orientēšanās sanāksmi Vašingtonā, kur visiem I posma uzvarētājiem būs iespēja tikties un apspriest savas idejas. Citi priekšlikumi, kas saņēmuši I fāzes balvu, ietver formas maiņai paredzētus robotus Titāna izpētei, vieglus antenas sensorus, lai izpētītu Venēras atmosfēru, spārnu spārnu robotus, lai izpētītu Marsu, jaunu staru piedziņas veidu starpzvaigžņu misijām (līdzīgi kā Breakthrough Starshot). , robots ar tvaiku darbināms okeāna pasaulēm, un no sēnītes izveidots pašreplicējošs biotops.
Plašāk par šīm koncepcijām, kā arī tām, kurām tika piešķirta II fāzes balva, varat lasīt šeit.
