НАСА је последњих година окренула пуно главе захваљујући свом концепту Мисије Нев Ворлдс - ака. Старсхаде Састоји се од џиновског окултера у облику цвећа, ова предложена свемирска летјелица предвиђена је за постављање упоредо са свемирским телескопом (највјероватније свемирским телескопом Јамес Вебб). Тада ће блокирати одсјај удаљених звезда, стварајући вештачку помрачење како би олакшао откривање и проучавање планета у њиховој орбити.
Једини проблем је што се очекује да ће овај концепт коштати поприличан пени - процењује се да ће у овом тренутку 750 милиона до 3 милијарде долара! Отуда зашто професор Станфорда Симоне Д'Амицо (уз помоћ стручњака за егзопланете Бруцеа Мацинтосх-а) предлаже умањену верзију концепта како би показао његову ефикасност. Познат и као мДот, овај окултер ће радити исти посао, али уз делић трошкова.
Сврха иза окултера је једноставна. При лову на егзопланете астрономи су приморани да се претежно ослањају на индиректне методе - најчешћи је Метод транзита. Ово укључује праћење звезда ради падања светлости, које се приписују планетима које пролазе између њих и посматрача. Мерењем брзине и учесталости ових падова, астрономи су у могућности да одреде величину егзопланета и њихове орбиталне периоде.
Као што је Симоне Д'Амицо, чија лабораторија ради на овом систему помрачења, објаснила у изјави за штампу Универзитета Станфорд:
„Помоћу индиректних мерења можете открити предмете у близини звезде и утврдити њихов период у орбити и удаљеност од звезде. То су све важне информације, али директним посматрањем можете окарактерисати хемијски састав планете и потенцијално посматрати знакове биолошке активности - живота. "
Међутим, ова метода такође пати од велике количине лажних позитивних резултата и обично захтева да део орбите планете пресече линију вида између звезде домаћина и Земље. Проучавање самих егзопланета је такође прилично тешко, јер ће вероватноћа светлости која долази од звезде бити неколико милијарди пута јача од светлости која се одбија од планете.
Могућност проучавања ове рефлектоване светлости је од посебног интереса, јер ће она дати драгоцене податке о атмосфери егзопланета. Као такво, неколико кључних технологија се развија да би спречило ометајућу светлост звезда. Свемирска летелица опремљена окултером је једна таква технологија. Упарен са свемирским телескопом, овај би свемирски брод створио вештачко помрачење испред звезде, тако да се предмети око њега (тј. Егзопланете) могу јасно видети.
Али поред значајних трошкова изградње, постоји и питање величине и примене. Да би таква мисија успела, сам окултер морао би да буде величине дијаманта за бејзбол - пречника 27,5 метара (90 стопа). Такође би га требало одвојити од телескопа на удаљености која је једнака више пречника Земље и морала би бити распоређена изван Земљине орбите. Све ово сачињава прилично скупу мисију!
Као такви, Д'Амицо - доцент и шеф Лабораторија свемирског окупљања (СРЛ) на Станфорду - и Бруце Мацинтосх (професор физике на Станфорду) удружили су се у стварању мање верзије која се зове Минијатурисани дистрибуирани окултер / телескоп ( мДОТ). Примарна сврха мДОТ-а је да покаже ниску цену демонстрације технологије, у нади да ће повећати поверење у мисију пуног обима.
Као што је објаснио Адам Коениг, дипломски студент СРЛ-а:
„До сада није постојала мисија која има степен софистицираности која би била потребна једној од ових опсерваторија за обраду егзопланета. Када тражите од седишта неколико милијарди долара да ураде тако нешто, било би идеално да се каже да смо све ово већ прелетјели. Овај је само већи. "
Састављен од два дела, мДОТ систем користи најновија достигнућа у минијатуризацији и малој сателитској (смаллсат) технологији. Први је микросателит од 100 килограма, који је опремљен звездама у облику пречника 3 метра. Други је нанос сателит од 10 килограма који носи телескоп пречника 10 цм (3.937 инча). Обје компоненте ће бити распоређене у високој земљиној орбити с номиналним одвајањем мањим од 1.000 километара (621 ми).
Уз помоћ колега из СРЛ-а, облик звезда мДОТ-а је преформулисан тако да одговара ограничењима знатно мањег свемирског брода. Као што је објаснио Коениг, ова смањена и посебно дизајнирана сенка ће моћи обавити исти посао као и велика верзија, у облику цвећа - и то по буџету!
"Са овим посебним геометријским обликом, светлост која се разлива око звездастог сенка може добити да се сама поништи", рекао је. „Затим, добијате врло, веома дубоку сенку тачно у центру. Сенка је довољно дубока да светлост звезде неће ометати посматрање оближње планете. "
Међутим, пошто је сенка коју ствара мДОТ-ова звезда има пречник свега неколико десетина центиметара, наносателит ће морати пажљиво маневрисати да би остао унутар ње. У ту сврху, Д'Амицо и СРЛ такође су дизајнирали аутономни систем за нанос-сателит, који би му омогућио да изводи маневарске формације са сенком звезда, пробија формацију по потреби и касније се поново саставља са њим.
Незгодно ограничење технологије је чињеница да неће моћи да разреши планете сличне Земљи. Посебно када су у питању звезде М-типа (црвени патуљак), ове планете ће вероватно орбитирати преблизу матичних звезда да би их се јасно опазиле. Међутим, моћи ће да разреши плинске дивове величине Јупитера и помогне у карактерисању егзозодијакалне концентрације прашине око оближњих звезда - а обе су НАСА приоритети.
У међувремену, Д'Амицо и његове колеге користиће Тестбед за упознавање и оптичку навигацију (ТРОН) за тестирање свог мДОТ концепта. Овај објекат је посебно дизајнирао Д'Амицо да би реплицирао врсте сложених и јединствених услова осветљења са којима се сусрећу сензори у простору. У наредним годинама ће он и његов тим радити на томе да систем обезбеди функцију пре него што ће креирати евентуални прототип.
Као што је Д'Амицо рекао о послу који он и његове колеге обављају у СНЛ-у:
„Одушевљен сам својим истраживачким програмом на Станфорду, јер решавамо важне изазове. Желим да помогнем одговорити на основна питања и ако погледате у свим тренутним правцима свемирске науке и истраживања - да ли покушавамо да посматрамо егзопланете, научимо о еволуцији свемира, састављамо структуре у свемиру или разумемо нашу планету - сателитску формацију - летење је кључни покретач. "
Остали пројекти у којима су Д'Амицо и СНЛ тренутно укључени укључују развој већих формација сићушних свемирских летелица (ака. "Рој сателити"). У прошлости је Д'Амицо такође сарађивао са НАСА-ом на таквим пројектима као што је ГРАЦЕ - мисија која је пресликала варијације Земљиног гравитационог поља у оквиру програма НАСА Еартх Систем Сциенце Патхфиндер (ЕССП) - и ТанДЕМ-Кс, спонзорисано од СЕА мисија која је дала 3Д мапе Земље.
Ови и други пројекти који желе да искористе минијатуризацију ради истраживања свемира обећавају нову еру нижих трошкова и веће приступачности. Уз апликације у распону од рода сићушних сателита за истраживање и комуникацију до нано летјелица који су способни да путују до Алпха Центаури релативизационим брзинама (Бреактхроугх Старсхот), будућност свемира изгледа прилично обећавајућа!
Обавезно погледајте и овај видео снимак ТРОН објекта из љубазности Универзитета Стандфорд:
