Önümüzdeki on yıl içinde NASA uzaya gerçekten etkileyici tesisler gönderecek. Bunlar arasında James Webb Uzay Teleskopu (JWST) ve Geniş Alan Kızılötesi Uzay Teleskopu (WFIRST) gibi yeni nesil uzay teleskopları bulunmaktadır. Tarafından kurulan temel üzerine inşa HubbleWFIRST, gelişmiş enstrüman setini Evrenin en derin gizemlerinden bazılarını araştırmak için kullanacak.
Bu enstrümanlardan biri, teleskopun ekstra güneş gezegenlerine net bir şekilde bakmasını sağlayacak koronagraf. Bu araç yakın zamanda, geliştirilmesinde önemli bir kilometre taşı olan NASA tarafından yürütülen bir ön tasarım incelemesini tamamladı. Bu, aracın tüm tasarım, program ve bütçe gereksinimlerini karşıladığı ve şimdi geliştirme aşamasında bir sonraki aşamaya geçebileceği anlamına gelir.
Kronograf WFIRST’in gezegen avcılığının önemli bir parçasıdır. Genellikle, ana yıldızlarından gelen yoğun parlama nedeniyle dış gezegenleri doğrudan görüntülemek zordur. Bu ışık, bir gezegenin yüzeyinden veya atmosferinden yansıyan ışığın kat kat daha güçlüdür. Bu nedenle, geleneksel aygıtlar için dış gezegenlerin varlığını gösteren küçük ışık izleri gizlenmiştir.
Ancak, bir yıldızın yoğun parlamasını iptal ederek, gökbilimciler, yörüngede dönen gezegenleri tespit etme şansı daha iyi olacak. Bu, yıldızların parlaklıktaki düşüşler (Transit Metodu) veya bir gezegensel sistemin varlığını gösteren ileri geri hareket işaretleri için dolaylı yöntemlere güvenmek yerine, dış gezegenleri doğrudan inceleyebilmenin başka bir avantajını da sunar. Radyal Hız Yöntemi).
Karşılaştırıldığında, Doğrudan Görüntüleme Yöntemi, doğrudan bir gezegenin yüzeyinden ve atmosferinden spektrum elde etme yeteneği gibi birçok fayda sağlar. Bu, bir gezegenin kompozisyonunun ve atmosferinin kompozisyonunun daha doğru değerlendirilmesine izin verecektir - yani yüzey suyu, bir oksijen-azotu var mı
NASA’nın Jet Tahrik Laboratuvarı’nda Geniş Alan Kızılötesi Anket Teleskopu (WFIRST) proje bilimcisi Jason Rhodes’un açıkladığı gibi:
“Yapmaya çalıştığımız, gezegenden yakaladığımız her biri için yıldızdan bir milyar fotonu iptal etmek… WFIRST ile bu büyük gezegenlerin görüntülerini ve spektrumlarını elde edebileceğiz; gelecekteki bir görevde kullanılacak - nihayetinde yüzeylerinde sıvı su, hatta bizimki gibi yaşam belirtileri olabilecek küçük kayalık gezegenlere bakmak için. ”
WFIRST’in koronagraf enstrümanı (“yıldız gözlüğü” olarak da bilinir), bir maske, prizma, dedektör ve iki kendinden esinlenen aynadan oluşan çok katmanlı ve oldukça karmaşık bir teknoloji parçasıdır. Bu aynalar, teleskopun optiklerindeki küçük değişiklikleri telafi etmek için gelen ışığa uyum sağlamak için şeklini gerçek zamanlı olarak değiştiren anahtar bileşenlerdir.
Bu teknoloji, yüksek teknoloji ürünü “maskeler” ve topluca “aktif dalga önleyici kontrolü” olarak bilinen diğer bileşenlerle birlikte, koronagrafın ışık engelleyici öğelerinin kenarlarında bükülen ışık dalgalarının neden olduğu paraziti giderir. Bunun sonucu, hafifçe parlayan nesneler (daha önce görünmez olan) görünürken yıldız ışığının kararmasıdır.
WFIRST’in koronagrafı, önceki koronagraflardan 100 ila 1.000 kat daha yetenekli olmasının yanı sıra, dış gezegenlerin bulunmasına yardımcı olmadaki etkinliğini test edecek bir teknoloji göstericisi olarak da hizmet veriyor. Bu testler, 2030'larda uzaya gönderilecek önerilen dört gözlemevini içeren daha büyük teleskoplara ölçeklendirilmiş versiyonların eklenmesinin yolunu açacaktır.
Bunlar arasında Büyük Ultraviyole / Optik / Kızılötesi Surveyor (LUVOIR), Kökeni Uzay Teleskobu (OST) ve Lynx X-ray Sörveyörü. Daha büyük ve daha gelişmiş koronagraflar kullanarak, bu teleskoplar, güneşlerine daha yakın yörüngede (kayalık gezegenlerin bulunması muhtemel olan) daha küçük gezegenlerin tek pikselli “görüntülerini” üretebilecekler.
Bu görüntülerden gelen ışık bir spektrometre ile analiz edildikten sonra, gökbilimciler daha önce hiç olmadığı gibi yaşam belirtileri (yani biyo-imzalar) için avlayabileceklerdir. Rodos'un dediği gibi:
“WFIRST ile gelecekteki bir görevde kullanılacak teknolojileri kanıtlamak amacıyla bu büyük gezegenlerin görüntülerini ve spektrumlarını elde edebileceğiz - sonunda yüzeylerinde sıvı suya sahip olabilecek küçük kayalık gezegenlere bakmak veya bizimki gibi yaşam belirtileri bile. ”
WFIRST üzerine bir koronagrafın dahil edilmesi önemlidir, çünkü Hubble (1990'dan beri yörüngede) bu teknolojiyi içeren tek NASA astrofizik amiral gemisi görevi olduğundan ilk görev olacaktır. Elbette, Hubble’ın koronagrafları, teknolojinin WFIRST'in kullanacağından çok daha basit ve daha az sofistike versiyonlarıydı.
James Webb Uzay Teleskobu daha önce piyasaya sürülecekken (şu anda 2021'de piyasaya sürülmesi planlanıyor) ve aynı zamanda teknoloji ile donatılacak olsa da, WFIRST ile aynı yıldız ışığı bastırma yeteneğine sahip olmayacak. Bu nedenle WFIRST, koronagraf teknolojisini kullanan üçüncü amiral gemisi görevi yaparken, aynı zamanda en sofistike olacak.
Rodos, “WFIRST, bir gezegeni yıldızından ayırabilme yeteneğinde] şimdiye kadar akan diğer koronagraflardan iki veya üç büyüklükte daha güçlü olmalıdır. “Sadece bir teknoloji demosu olmasına rağmen gerçekten ilgi çekici bir bilim için bir şans olmalı.”
Bu tür koronagraf teknolojisi, oluşumun ilk aşamalarında olan bir yıldız sisteminin şimdiye kadar çekilmiş en net görüntülerine de izin verebilir. Bu, büyük bir toz ve gaz diski ile çevrelenmiş bir yıldız ile karakterize edilirken, gezegenler yavaş yavaş toplanmış malzemeden oluşur. Şu anda, bu diskleri incelemenin en iyi yolu, ana yıldızlarından emilen ısıyı görüntüleyebilen kızılötesi araştırmalardır.
JPL'de bir gökbilimci ve WFIRST için enstrüman teknoloji uzmanı Vanessa Bailey olarak
“Bugün diğer yıldızların etrafında gördüğümüz enkaz diskleri, kendi güneş sistemimizde olduğundan daha parlak ve daha büyük. WFIRST’in koronagraf enstrümanı, daha çok Ana Asteroit Kuşağı, Kuiper Kuşağı ve Güneş'in etrafında dönen diğer toz gibi daha sönük, daha dağınık disk malzemelerini inceleyebilir. ”
Bu çalışmalar Güneş Sistemimizin nasıl oluştuğuna dair fikir verebilir. Teknoloji görevin ilk 18 ayında başarıyla gösterildikten sonra, NASA “Katılımcı Bilim İnsanı Programı” olarak bilinen şeye başlayabilir. Böyle bir program kapsamında, koronagraf bilim topluluğuna açık olacak ve daha fazla gözlemci ve deney yapılmasına olanak tanıyacaktı.
Ön tasarım incelemesi, görevin her yönünü incelemek için tasarlanmış birkaç derlemeden biridir. Her inceleme kapsamlıdır ve her bir parçanın diğerleriyle çalışmasını sağlamayı amaçlamaktadır. Bu tasarım incelemesi şimdi tamamlandığında, koronagrafın geliştirme programı hızlı bir şekilde ilerliyor.
Bu, WFIRST'in görevden alma görevinin ikinci büyük bileşenidir. Geniş Alan Enstrümanı, Hubble'ın 100 kat daha büyük bir alanda elde ettiği görüntü ile karşılaştırılabilir görüntü netliği sağlayacak 288 megapiksel çok bantlı kızılötesi kamera olan Haziran ayında geri çekildi. Bu kamera uzay teleskopunun ana enstrümanı olarak kabul edilir.
Rodos'un belirttiği gibi, WFIRST misyonu, Mars Yol Bulucu Bu, bir gezici kullanan ilk NASA misyonuydu (geçici olarak kalan kimse) Mars’ta ruh, Fırsat, Merak, ve Mars 2020 rovers.
Rodos, “Bu bir teknoloji demosuydu,” dedi. “Amaç, bir gezginin Mars'ta çalıştığını göstermekti. Ancak yaşamı boyunca çok ilginç bir bilim yapmaya devam etti. Bu yüzden WFIRST’in koronagraf teknoloji demosu için de aynı şeyin geçerli olacağını ümit ediyoruz. ”
