У наредној деценији НАСА ће послати у свемир неке заиста импресивне објекте. Ту спадају свемирски телескопи нове генерације попут свемирског телескопа Јамес Вебб (ЈВСТ) и инфрацрвеног свемирског телескопа широког поља (ВФИРСТ). Зграда на темељима које је основао Хуббле, ВФИРСТ ће користити свој напредни пакет инструмената да истражи неке од најдубљих мистерија Универзума.
Један од ових инструмената је коронаграф који ће омогућити телескопу да види јасне слике ван-соларних планета. Овај инструмент је недавно завршио прелиминарни преглед дизајна који је спровела НАСА, што је била главна прекретница у његовом развоју. То значи да је инструмент испунио све захтеве за дизајн, распоред и буџет и сада може прећи на следећу фазу у развоју.
Хронограф је важан део ВФИРСТ-ових инструмената за лов на планету. Обично је директно снимање егзопланета тешко због интензивног одсјаја матичних звезда. Ова светлост је многоструко јача од светлости која се одбија од површине или атмосфере планете. Из тог разлога, мали трагови светлости који указују на присуство егзопланета закривају се за конвенционалне инструменте.
Али отказом јаког сјаја звезде астрономи ће имати много боље шансе да примете планете које орбитирају. То нуди даљу корист од могућности директног проучавања егзопланета, уместо да се ослањате на индиректне методе где се звезде прате падова у светлости (Метода транзита) или знакове кретања напред-назад, што указује на присуство планетарног система ( Метода радијалне брзине).
За поређење, метода директног снимања нуди бројне предности, попут могућности да се спектри добију директно са површине и атмосфере планете. То ће омогућити тачније процене састава планете и састава њене атмосфере - тј. Да ли има површинске воде, азот-кисеоник
Како је објаснио Јасон Рходес, научник пројекта за телескоп широког поља (ВФИРСТ) у НАСА-иној лабораторији за млазни погон, објаснио је:
„Оно што покушавамо је да откријемо милијарду фотона од звезде за сваку коју снимимо са планете ... Помоћу ВФИРСТ-а ћемо моћи да добијемо слике и спектар ових великих планета, са циљем да докажемо технологије које користиће се у будућој мисији - да на крају посматрамо мале камените планете које би на својим површинама могле да имају течну воду, или чак знакове живота, попут наше. "
ВФИРСТ-ов коронаграфски инструмент (ака. Његове „звездасте наочале“) је вишеслојни и високо сложен комад технологије, који се састоји од система маски, призми, детектора и два огледала са само-флексибилним ефектом. Ова огледала су кључне компоненте, које у реалном времену мењају облик како би се прилагодиле долазној светлости да би надокнадиле ситне промене у оптикама телескопа.
У тандему са високотехнолошким „маскама“ и другим компонентама - заједнички познатим као „активна таласна контрола“ - ова огледала уклањају сметње изазване светлосним таласима који се савијају око ивица елемената који блокирају светло. Крајњи резултат тога је да се звездана светлост замрачи, док ће се појавити слабо блистави предмети (који су раније били невидљиви).
Поред тога што је 100 до 1.000 пута способнији од претходних коронаграфа, корограф ВФИРСТ-а служи као демонстратор технологије који ће тестирати његову ефикасност у проналажењу егзопланета. Ови тестови ће утрти пут додавању повећаних верзија на још веће телескопе, који укључују четири предложена опсерваторија која ће бити послата у свемир до 2030-их.
Они укључују Велики ултразвучни / оптички / инфрацрвени геодет (ЛУВОИР), Оригинс свемирски телескоп (ОСТ) и Рендгенски анкету риса. Користећи веће и напредније коронаграфе, ови телескопи ће моћи да генеришу „слике“ мањих планета које се крећу око пиксела ближе њиховим сунцима (где је највероватније да се налазе камене планете).
Једном када се светлост са ових слика анализира спектрометром, астрономи ће моћи ловити знакове живота (ака. Биосигнатуре) као никада до сада. Као што је Рходес рекао:
„Помоћу ВФИРСТ-а моћи ћемо да добијемо слике и спектра ових великих планета, са циљем да докажемо технологије које ће се користити у будућој мисији - да на крају погледамо мале стеновите планете које би могле да имају течну воду на својим површинама, или чак и знакови живота, попут нашег. "
Укључивање коронаграфа на ВФИРСТ је важно јер ће то бити прва мисија јер је Хуббле (у орбити од 1990.) једина НАСА-ина астрофизичка водећа мисија која укључује ову технологију. Наравно, Хубблеови коронаграфи били су далеко једноставније и мање софистициране верзије технологије од оне коју ће користити ВФИРСТ.
Иако ће свемирски телескоп Јамес Вебб бити лансиран раније (тренутно би требало да буде представљен 2021. године) и такође ће бити опремљен овом технологијом, он се неће похвалити истом способношћу сузбијања звезда као ВФИРСТ. Иако ће ВФИРСТ бити трећа водећа мисија која ће користити коронаграфску технологију, биће и најсофистициранија.
"ВФИРСТ би требао бити два или три величине јачи од било којег другог коронаграфа икада летећег [у својој способности да разликује планету од њене звијезде]", рекао је Рходес. „Требало би да постоји шанса за неку заиста убедљиву науку, иако је то само технолошки демо.“
Ова врста коронаграфске технологије такође би могла омогућити најјасније слике икада направљене од система звезда који су у раним фазама формирања. Ово карактерише звезда окружена масивним диском прашине и гаса док се планете полако формирају из нагомиланог материјала. Тренутно је најбољи начин за проучавање ових дискова инфрацрвеном анкетом која може приказати топлоту коју апсорбује њихова матична звезда.
Као Ванесса Баилеи, астрономка из ЈПЛ-а и техничарка за инструменте ВФИРСТ
„Дискови крхотина које данас видимо око других звезда су светлији и масивнији од оних које имамо у нашем сопственом Сунчевом систему. ВФИРСТ-ов коронаграфски инструмент могао би проучавати слабији, дифузнији материјал диска који је више попут Главног појаса астероида, Куиперовог појаса и друге прашине која кружи око Сунца. "
Ове студије би могле дати увид у то како се формирао наш Сунчев систем. Једном када се технологија успешно демонстрира током првих 18 месеци мисије, НАСА може започети оно што је познато као „научни програм који учествује“. У оквиру таквог програма, коронаграф би био отворен научној заједници, омогућавајући шири спектар посматрача и експеримената.
Прелиминарни преглед дизајна један је од неколико дизајнираних да испита сваки аспект мисије. Свака рецензија је свеобухватна и има за циљ да обезбеди да сваки појединачни део сарађује са осталима. Када је овај преглед дизајна завршен, распоред развоја коронаграфа напредује се брзим темпом.
Ово је друга главна компонента мисије ВФИРСТ за добијање одобрења. Инструмент широког поља очишћен је још у јуну, мулти-опсежном инфрацрвеном камером од 288 мегапиксела која ће пружити оштрину слика упоредиву са оном коју је постигао Хуббле над пољем 100 пута већим. Ова камера се сматра главним инструментом свемирског телескопа.
Као што је Родос назначио, мисија ВФИРСТ биће историјска слична мисији Марс Патхфиндер мисија која је слетила на Марс 1997. године. Ово је прва НАСА-ина мисија која је распоредила ровер (Привремени боравак) на Марсу, која је потврдила кључне технологије и методе који би на крају могли да се укључе Дух, Прилика, радозналост, и Марс 2020 ровери.
"То је био технолошки демо", рекао је Рходес. „Циљ је био показати да ровер ради на Марсу. Али настављала је да ради врло занимљиву науку током свог живота. Тако да се надамо да ће исто бити случај и са ВФИРСТ-овим коронаграфским технолошким демо “.
