A NASA néhány nagyon fejlett koncepcióval szem előtt tartja a világűr-távcsövek következő generációját. Ide tartoznak a Az Exoplanet felmérési műhold átutazása (TESS), amely a közelmúltban űrbe került, valamint a James Webb Űrtávcső (JWST) (várhatóan 2020-ban indul) és a Széles körű infravörös távmérő távcső (WFIRST), amely még fejlesztés alatt áll.
Ezen felül a NASA számos ígéretes javaslatot is azonosított a 2020-as asztrofizikai évtizedes felmérés részeként. De talán a legambiciózusabb koncepció az, amely egy olyan űrtelencséket igényel, amely olyan modulokból áll, amelyek összeállíthatnák magukat. Ezt a koncepciót nemrégiben választották ki az I. fázis fejlesztéséhez a NASA innovatív fejlett koncepcióinak (NIAC) 2018 részeként.
Az ötlet mögött álló csoportot Dmitri Savransky, a Cornell Egyetem mechanikai és repüléstechnikai docense vezet. Az Egyesült Államok 15 kollégájával együtt Savransky kidolgozta egy kb. 30 méteres (100 láb) moduláris űrteleszkóp koncepcióját adaptív optikával. De az igazi kicker az a tény, hogy ez egy olyan modulból áll, amely önállóan összeállna.
Savransky professzor jól ismeri az űrteleszkópokat és az exoplanet vadászatot, elősegítette a Gemini Planet Imager integrálását és tesztelését - ez egy eszköz a chilei Gemini déli távcsővel. Részt vett a Gemini Planet Imager Exoplanet Survey felmérésének megtervezésében is, amely 2015-ben felfedezte a Jupiter-szerű bolygót, amely körül kering az 51 Eridanit (51 Eridani b).
A jövőre nézve azonban Savransky professzor úgy véli, hogy az önszerelés az, amellyel egy szuper távcsövet lehet létrehozni. Ahogy ő és csapata leírta a távcsövet javaslatában:
„A távcső teljes szerkezete, beleértve az elsődleges és a másodlagos tükröket, a másodlagos tartószerkezetet és a sík napvédőt, egyetlen, tömeggyártású űrhajó modulból készül. Minden modul hatszögletű, ~ 1 m átmérőjű űrhajóból áll, amely tetején egy széltől élig aktív tükör szerelvény lesz. "
Ezeket a modulokat egymástól függetlenül indítanák, majd navigálhatók a Nap-Föld L2 ponthoz telepíthető napelemes vitorlákkal. Ezek a vitorlák a sík távcső napvédővé válnak, amint a modulok összeállnak és összeállnak, anélkül, hogy emberi vagy robot segítségre lenne szükség. Noha ez radikálisan fejlettnek tűnhet, ez mindenképpen összhangban áll azzal, amit a NIAC vár.
"Ez az, ami a NIAC program" - mondta Dr. Savransky a Cornell krónikával kapcsolatos legutóbbi interjújában. "Elveszted ezeket a kissé őrülten hangzó ötleteket, de megpróbálsz másolatot készíteni néhány kezdeti számítással, és ez egy kilenc hónapos projekt, ahol megpróbálsz válaszolni a megvalósíthatósági kérdésekre."
A NAIC 2018. március 30-án bejelentett I. fázisú díjának részeként a csapat kilenc hónapos időszak alatt 125 000 dollárt kapott e tanulmányok elvégzésére. Ha ezek sikeresek, a csapat pályázhat II. Fázisú díjra. Mint Mason Peck, a Cornell mechanikai és repülőgépmérnöki docens és a NASA volt technológiai vezetője jelezte, Savransky a jó úton halad NIAC javaslatával:
„Ahogy az autonóm űrhajók egyre gyakoribbá válnak, és miközben tovább fejlesztjük a nagyon kicsi űrhajók építésének módját, sok értelme van Savransky kérdésének felvetésére: Lehet-e építeni egy űrteleszkópot, amely távolabb és jobban lát, csak olcsó kis alkatrészek, amelyek önállóan összeállnak a pályára? ”
Ennek a koncepciónak a küldetése a nagy ultraibolya / optikai / infravörös felmérő (LUVOIR), egy javaslat, amelyet jelenleg vizsgálnak a NASA 2020-as évtizedes felmérésének részeként. Mivel a NASA Goddard Űrvédelmi Repülési Központja által vizsgált két koncepció egyike, ez a missziókoncepció megköveteli egy hatalmas, szegmentált elsődleges tükörrel ellátott űrteleszkópot, amelynek átmérője kb. 15 méter.
Akárcsak a JWST, a LUVOIR tükör állítható szegmensekből is állna, amelyek kibontakoznának, ha az űrbe kerülne. A szelepmozgatók és a motorok aktívan beállítják és igazítják ezeket a szegmenseket a tökéletes fókusz elérése és a halvány és távoli tárgyak fényének elnyerése érdekében. Ennek a küldetésnek az elsődleges célja új exoplanett felfedezése, valamint a már felfedezettek fényének elemzése a légkörük felmérésére.
Amint Savransky és kollégái javaslatában rámutattak, koncepciójuk közvetlenül összhangban áll a NASA technológiai ütemterveivel a tudományos műszerekben, obszervatóriumokban, érzékelő rendszerekben, valamint a robotikában és az autonóm rendszerekben. Azt is állítják, hogy az építészet hiteles eszköz egy hatalmas űrteleszkóp felépítéséhez, ami nem lenne lehetséges a távcsövek korábbi generációi számára, például Hubble és a JWST.
"James Webb lesz a legnagyobb asztrofizikai obszervatórium, amelyet valaha is feltettünk az űrbe, és ez hihetetlenül nehéz" - mondta. "Tehát nagyjából 10 méterre vagy 12 méterre, vagy akár akár 30 méterre is felfelé haladva szinte lehetetlennek tűnik elképzelni, hogyan építené ezeket a távcsöveket ugyanúgy, mint mi építettük őket."
Miután elnyerték az I. fázis díját, a csapat részletes szimulációkat tervez elvégezni arról, hogy a modulok miként repülnek át az űrben és találkoznak egymással annak meghatározása érdekében, hogy mekkoranak kell lenniük a napelemes vitorláknak. Azt is tervezik, hogy elemzik a tükör szerelvényt annak igazolására, hogy a modulok összeállítása után elérhetik a szükséges felületi képet.
Mint Peck rámutatott, hogy ha sikerrel jár, Dr. Savransky javaslata játékváltó lehet:
„Ha Savransky professzor bizonyítja egy apró darabokból egy nagy űrtávcső létrehozásának megvalósíthatóságát, akkor megváltoztatja az űrkutatás módját. Megengedhetjük magának, hogy távolabb és jobban, mint valaha - talán még egy ekstrasoláris bolygó felszínére is. ”
Június 5-én és 6-án a NASA emellett egy NIAC-orientációs találkozót fog tartani Washington DC-ben, ahol az összes I. fázis nyertesének lehetősége lesz találkozni és megvitatni ötleteit. Az I. fázis díját elnyerő további javaslatok közé tartoznak az alakváltó robotok a Titan felfedezéséhez, könnyű légi érzékelők a Vénusz légkörének felfedezéséhez, a szárnyas szárnyas robotok a Mars felfedezéséhez, a csillagközi célokra szolgáló sugárhajtás új formája (hasonló a Breakthrough Starshot-hoz). , gőzzel működtetett robot óceánvilágokhoz, és egy önmagát replikáló gombaféle élőhely.
Ezekről a fogalmakról, valamint azokról, amelyek a II. Fázis díjat kaptak, itt olvashat bővebben.
