NASA: lla on mielessä joitain melko edistyneitä konsepteja koskien seuraavan sukupolven avaruusteleskoopeja. Näihin kuuluvat Exoplanet Survey-satelliitin kauttakulku (TESS), joka äskettäin siirtyi avaruuteen, samoin kuin James Webbin avaruuskaukoputki (JWST) (suunniteltu käynnistävän vuonna 2020) ja Laajakenttäinen infrapunakaukoputki (WFIRST), joka on edelleen kehitteillä.
Näiden lisäksi NASA on myös yksilöinyt useita lupaavia ehdotuksia osana vuoden 2020 vuosikymmenen astrofysiikan tutkimusta. Mutta ehkä kunnianhimoisin konsepti on konsepti, joka vaatii avaruuskaukoputkea, joka koostuisi moduuleista, jotka kokoontuisivat itseensä. Tämä konsepti valittiin äskettäin vaiheen I kehittämiseen osana NASAC (2018 NASA Innovative Advanced Concepts) -ohjelmaa.
Tämän konseptin takana olevaa ryhmää johtaa Dmitri Savransky, Cornellin yliopiston mekaanisen ja ilmailu- ja tekniikan apulaisprofessori. Yhdessä 15 kollegansa ympäri Yhdysvaltoja Savransky on tuottanut konseptin ~ 30 metrin (100 jalkaa) modulaariselle avaruus kaukoputkelle, jossa on adaptiivinen optiikka. Mutta todellinen kicker on se, että se koostuisi parista moduuleja, jotka kokoontuisivat itsenäisesti.
Professori Savransky on hyvin perehtynyt avaruusteleskoopeihin ja eksoplaneettojen metsästykseen. Hän on avustanut Gemini Planet Imager -sovelluksen integrointiin ja testaamiseen - Gemini South teleskooppiin Chilessä. Hän osallistui myös Gemini Planet Imager Exoplanet Survey -tutkimuksen suunnitteluun. Tutkimuksessa löydettiin Jupiterin kaltainen planeetta, joka kiertää vuonna 51 Eridania (51 Eridani b).
Mutta tulevaisuuden suuntaan prof. Savransky uskoo, että itsekokoonpano on tapa luoda superkaukoputki. Kun hän ja hänen tiiminsä kuvasivat kaukoputkea ehdotuksessaan:
”Koko kaukoputken rakenne, mukaan lukien ensiö- ja toissijaiset peilit, toissijainen tukirakenne ja tasomainen auringonsuoja, rakennetaan yhdestä, massatuotetusta avaruusaluksen moduulista. Jokainen moduuli koostuu kuusikulmaisesta ~ 1 m halkaisijaltaan avaruusaluksesta, jonka päällä on aktiivinen reuna-reuna-peilikokoonpano. "
Nämä moduulit käynnistetään itsenäisesti ja navigoivat sitten Sun-Earth L2 -pisteeseen käyttämällä siirrettäviä aurinkopurjeja. Näistä purjeista tulee sitten tasomaisen teleskoopin aurinkosuoja, kun moduulit kokoontuvat ja kokoontuvat itsensä ilman, että tarvitaan ihmisen tai robotin apua. Vaikka tämä saattaa kuulostaa radikaalisti edistyneeltä, se on varmasti NIAC: n tavoitteiden mukaista.
"Se on NIAC-ohjelma", sanoi tohtori Savransky äskettäisessä Cornell Chronicle -haastattelussa. "Ohitat nämä hiukan kuulostavat ajatukset, mutta yrität sitten varmuuskopioida ne muutamalla alkuperäisellä laskelmalla. Sitten se on yhdeksän kuukauden projekti, johon yrität vastata toteutettavuuskysymyksiin."
Osana vuoden 2018 NAIC: n I vaiheen palkintoja, jotka julkistettiin 30. maaliskuuta, joukkue sai palkkiona 125 000 dollaria yhdeksän kuukauden aikana näiden tutkimusten suorittamiseksi. Jos nämä onnistuvat, joukkue voi hakea vaiheen II palkintoa. Kuten Cornellin mekaanisen ja avaruustekniikan apulaisprofessori Mason Peck ja entinen NASA: n teknologiajohtaja, Savransky on oikealla tiellä NIAC-ehdotuksensa kanssa:
”Kun itsenäiset avaruusalukset yleistyvät ja kun parannamme edelleen hyvin pienten avaruusalusten rakentamista, on järkevää kysyä Savranskyn kysymystä: Onko mahdollista rakentaa avaruusteleskooppi, joka näkee kauempana ja paremmin, käyttämällä vain edulliset pienet komponentit, jotka kokoontuvat itse kiertoradalla? ”
Tämän konseptin tavoitteena on suuri ultravioletti- / optinen / infrapunamittari (LUVOIR), ehdotus, jota tutkitaan parhaillaan osana NASA: n vuoden 2020 vuosikymmenien tutkimusta. Yhtenä kahdesta NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksen tutkimasta käsitteestä tämä tehtäväkonsepti vaatii avaruuskaukoputken, jossa on massiivinen segmentoitu ensiöpeili, jonka halkaisija on noin 15 metriä (49 jalkaa).
Aivan kuten JWST, LUVOIRin peili koostuisi säädettävistä segmenteistä, jotka aukeavat, kun se otetaan käyttöön avaruuteen. Toimilaitteet ja moottorit säätävät ja kohdistavat näitä segmenttejä aktiivisesti, jotta saavutetaan täydellinen tarkennus ja kaappaa valo vaaleista ja kaukaisista esineistä. Tämän tehtävän ensisijainen tavoite olisi löytää uusia eksoplaneettoja ja analysoida jo havaittujen valoa ilmakehän arvioimiseksi.
Kuten Savransky ja hänen kollegansa ehdotuksessaan huomauttivat, heidän konseptinsa on suoraan NASA: n tiedeinstrumenttien, observatorioiden ja anturijärjestelmien sekä robotti- ja autonomisten järjestelmien teknologian etenemissuunnitelmien prioriteettien mukainen. He myös toteavat, että arkkitehtuuri on uskottava keino rakentaa jättiläinen avaruuskaukoputki, mikä ei olisi mahdollista edellisten sukupolvien teleskoopeille kuten Hubble ja JWST.
"James Webbistä tulee suurin astrofysiikan observatorio, jonka olemme koskaan asettaneet avaruuteen, ja se on uskomattoman vaikeaa", hän sanoi. "Joten nousee mittakaavassa 10 metriin tai 12 metriin tai mahdollisesti jopa 30 metriin, näyttää melkein mahdotonta kuvitella, kuinka rakentaisit nuo kaukoputket samalla tavalla kuin olemme rakentamassa niitä."
Saatuaan I vaiheen palkinnon ryhmä aikoo suorittaa yksityiskohtaisia simulaatioita siitä, kuinka moduulit lentävät avaruuden läpi ja tapaavat toisiaan selvittääkseen, kuinka suuria aurinkopurjeiden on oltava. He aikovat myös tehdä peilikokoonpanon analyysin vahvistaakseen, että moduulit pystyisivät saavuttamaan vaaditun pintakuvan kokoonpanonsa jälkeen.
Kuten Peck huomautti, tohtori Savranskyn ehdotus voi olla menestys, jos se onnistuu:
”Jos professori Savransky osoittaa, että on mahdollista luoda iso avaruusteleskooppi pienistä palasista, hän muuttaa tapaa tutkia avaruutta. Meillä on varaa nähdä kauempana ja paremmin kuin koskaan - ehkä jopa ekstrasolaarisen planeetan pinnalla. "
5. ja 6. kesäkuuta NASA johtaa myös NIAC-orientaatiokokousta Washington DC: ssä, jossa kaikilla I vaiheen voittajailla on mahdollisuus tavata ja keskustella ideoistaan. Muita vaiheen I palkinnon saaneita ehdotuksia ovat muodonmuutosrobotit Titanin tutkimiseen, kevyet ilma-anturit Venuksen ilmapiirin tutkimiseen, lentävät siipiparmarobotit Marsin tutkimiseen, uusi säteen työntövoima tähtienvälisiin tehtäviin (samanlainen kuin Breakthrough Starshot). , höyrykäyttöinen robotti merimaailmoihin ja sienestä valmistettu itsetoistuva elinympäristö.
Voit lukea lisää näistä käsitteistä sekä niistä, jotka sai toisen vaiheen palkinnon, täältä.
