Gelecekte gezegenlerin yerini belirleme ve çalışma çabalarına yardımcı olmak için, NASA'nın Jet Propulsion Laboratuvarı olan mühendisler - Exoplanet Keşif Programı (ExEP) ile birlikte - Starshade oluşturmak için çalışıyorlar. Bir kez konuşlandırıldığında, bu devrimci uzay aracı, uzak yıldızlardan gelen belirsiz ışığı engelleyerek yeni nesil teleskoplara yardımcı olacak, böylece dış gezegenler doğrudan görüntülenebilir.
Bu oldukça basit görünse de, Starshade'ın işini etkili bir şekilde yapabilmek için bazı ciddi oluşumlara girmesi gerekecektir. Bu, ExEP web sitesinde bulunan Starshade Teknoloji Geliştirme ekibinin (diğer adıyla S5) Milestone 4 raporunun ulaştığı sonucun sonucuydu. Raporda belirtildiği gibi, Starshade'ın aşırı mesafelerde bile uzay teleskoplarıyla mükemmel bir şekilde hizalanması gerekecektir.
Bir Starshade yardımı olmadan bugüne kadar dört binden fazla dış gezegen keşfedilmişken, büyük çoğunluğu dolaylı yollarla keşfedildi. En etkili araçlar, gezegenlerin geçişini (Transit Yöntemi) gösteren periyodik düşüşler için uzak yıldızları gözlemlemeyi ve bir gezegen sisteminin (Radyal Hız Yöntemi) varlığını belirlemek için bir yıldızın ileri geri hareketlerini ölçmeyi içeriyordu.
Dış gezegenleri tespit etmede ve boyut, kütle ve yörünge dönemlerine ilişkin doğru tahminler elde etmede etkili olsa da, bu yöntemler yüzeylerinde hangi koşulların nasıl olduğunu belirleme konusunda çok etkili değildir. Bunu yapmak için, bilim insanlarının bu gezegenlerin atmosferleri hakkında spektrografik bilgi elde edebilmeleri gerekir, bu da gerçekten yaşanabilir olup olmadıklarını belirlemenin anahtarıdır.
Bunu daha küçük, kayalık gezegenlerle (“Dünya benzeri”) yapmak için tek güvenilir yol doğrudan görüntüleme yöntemidir. Ancak yıldızlar bir gezegenin atmosferinden yansıyan ışıktan milyarlarca kat daha parlak olabileceğinden, bu gerçekleştirilmesi inanılmaz zor bir süreçtir. Bir çiçeğin yaprakları gibi uzay aracından çıkacak bir gölge kullanarak yıldızların parlak ışıklarını engelleyecek olan Yıldız Gölgeye girin.
Bu, bir yıldızın etrafında dönen gezegenleri tespit eden uzay teleskoplarının olasılığını önemli ölçüde artıracaktır. Bununla birlikte, bu yöntemin çalışması için, iki uzay aracının, 40.000 km (24.850 mi) kadar uçacak olmalarına rağmen, 1 metre (3 fit) içinde hizalanmış kalması gerekecektir. Eğer öylelerse
JPL mühendisi Michael Bottom'un yeni bir NASA basın açıklamasında açıkladığı gibi:
“Yıldız gölge teknolojisi için bahsettiğimiz mesafeleri hayal etmek biraz zor. Yıldız rengi bir içecek altlığı boyutuna küçültülmüş olsaydı, teleskop bir kalem silgisinin büyüklüğü olurdu ve yaklaşık 60 mil [100 kilometre] ile ayrılırlardı. Şimdi bu iki nesnenin uzayda serbestçe yüzdüğünü hayal edin. İkisi de yerçekiminden ve diğer kuvvetlerden bu küçük römorkörleri ve dürtmeleri deneyimliyorlar ve bu mesafe boyunca ikisini de yaklaşık 2 milimetre içinde tam olarak hizalanmış tutmaya çalışıyoruz. ”
S5 Milestone 4 raporu öncelikle 20.000 ila 40.000 km (12.500 ila 25.000 mi) ayırma aralığına ve 26 metre (85 feet) çapında bir gölgeye baktı. Bu parametreler içinde, bir Starshade uzay aracı NASA'nın Geniş Alan Kızılötesi Anket Teleskopu (WFIRST) gibi bir görevle çalışabilir, bu da 2,4 m (~ 16,5 ft) çapında bir ana aynaya sahip ve orta tarafından başlatılacak şekilde ayarlanmış bir teleskoptur. -2020s.
İki uzay aracı arasında gerekli hizalamayı belirledikten sonra Bottom ve ekibi, WFIRST gibi teleskopların Yıldız Gölgesinin hizadan çıkıp kaymayacağını belirlemek için yenilikçi bir yol geliştirdi. Bu, açık ve koyu desenlerin teleskop üzerinde ne zaman ortalandığını ve merkezden ne zaman sürüklendiklerini tanıyabilen bir bilgisayar programı oluşturmaktan oluşuyordu.
Bottom, tekniğin, en uç mesafelerde bile bir Yıldız Gölgesi konumundaki en ufak değişiklikleri algılamada çok etkili olduğunu buldu. Kendisinin hizalı kalmasını sağlamak için, JPL mühendisi Thibault Flinois ve meslektaşları, Yıldız Şalterlerinin iticilerinin hizalamaya devam etmesi için ne zaman ateş etmesi gerektiğini belirlemek için Bottom'un programı tarafından sağlanan bilgilere dayanan bir dizi algoritma geliştirdiler.
Bottom’un çalışmasıyla birlikte bu rapor, iki uzay aracının aynı hizada tutulmasının otomatik sensörler ve pervane kontrolleri kullanılarak mümkün olduğunu gösterdi - 74.000 km'de (46.000 mi) daha büyük bir yıldız gölgesi ve teleskop kullanılmış ve konumlandırılmış olsa bile. Otonom sistemler söz konusu olduğunda devrimci olmakla birlikte, bu teklif NASA bilim adamları için uzun bir geleneğe dayanmaktadır.
NASA’nın Starshade Technology Development etkinliğinin yöneticisi Phil Willems'in açıkladığı gibi:
“Bu benim için uzay teknolojisinin önceki başarılarına dayanarak nasıl daha da olağanüstü hale geldiğine dair güzel bir örnek. Uluslararası Uzay İstasyonuna her kapsül takıldığında uzayda uçan formasyonu kullanıyoruz. Ancak Michael ve Thibault bunun çok ötesine geçtiler ve Dünya'nın kendisinden daha büyük ölçeklerde oluşumu sürdürmenin bir yolunu gösterdiler. ”
NASA'nın bu katı “oluşum algılama ve kontrol” gereksinimlerini karşılayabildiğini doğrulayarak, Bottom ve diğer JPL mühendisi Thibault Flinois, Yıldız Gölgesi misyonunun karşı karşıya olduğu üç teknoloji boşluğundan birini ele aldı - özellikle de ilgili mesafelerin gölgenin büyüklüğü ile nasıl ilişkili olduğunu kendisi ve teleskopun ana aynası.
NASA’nın önümüzdeki yıllarda çıkacak yeni nesil uzay teleskoplarından biri olan WFIRST, başka bir ışık engelleme teknolojisini kullanan ilk görev olacak. Yıldız koronagrafı olarak bilinen bu cihaz teleskopa entegre edilecek ve Neptün'ün görüntülerini doğrudan Jüpiter boyutlu dış gezegenlere çekmesini sağlayacaktır.
Bir Starshade projesi henüz uçuş için onaylanmamış olsa da, potansiyel olarak 2020'lerin sonunda WFIRST ile çalışmaya gönderilebilir. Formasyon-uçan gerekliliğin karşılanması, projenin uygulanabilir olduğunu göstermeye yönelik sadece bir adımdır. NASA JPL'nin izniyle bir Starshade görevinin nasıl çalışacağını açıklayan bu havalı videoyu kontrol ettiğinizden emin olun:
