Potrebna je neka montaža: ogromni svemirski teleskopi nove generacije mogli bi se izgraditi od Zemlje

Hubble

Svemirski teleskop Hubble astronauti su posjetili tijekom pet misija svemirskih brodova u razdoblju od 1993. do 2009. Ovdje dva astronauta koji rade u svemiru rade na Hubbleu tijekom prve servisne misije, kada je ogledalo teleskopa bilo fiksirano i postavljena nova kamera. (Slika zasluga: NASA)





Što se tiče teleskopa, veličina je važna.

Kako bi nastavili učiti nove stvari o svemiru, astronomi neprestano grade veće i bolje zvjezdarnice kako bi promatrali kozmos sa Zemlje i iz orbite. Inženjeri su već počeli razvijati tehnologiju potrebnu za izradu sljedeće generacije vrhunskih svemirskih teleskopa, ali postoji samo jedan problem: ove zvjezdarnice mogu biti prevelike za lansiranje u svemir.

Što se tiče veličine i težine, teleskopi koje astronomi i inženjeri već planiraju za budućnost brzo prerastaju mogućnosti raketa koje postoje danas. To je zato što sposobnosti teleskopa uvelike ovise o njegovu otvoru ili promjeru glavnog zrcala. Novi 'megaraketi' poput NASA-inog sustava za svemirsko lansiranje mogli bi biti dovoljno veliki za svemirske teleskope sljedeće generacije koje NASA namjerava lansirati 2030-ih, ali ako se sljedeće misije moraju ugurati u raketni okvir iste veličine, te će misije možda morati žrtvovati neki znanstveni potencijal. [Divovski svemirski teleskopi budućnosti (infografika)]



Umjesto da ograniče dizajn teleskopa da se uklopi u okvir najvećeg raspoloživog raketiranja korisnog tereta - čime se ograničava količina znanosti koju njegovi instrumenti mogu vratiti - NASA -ini znanstvenici rade na pronalasku novih načina za dovođenje tih velikih svemirskih teleskopa u orbitu: lansirajući ih dio po dio i sastavljajući ih u svemiru, bilo robotski, bilo uz pomoć astronauta.

'Veliki teleskopi daju vam bolju kutnu rezoluciju i bolju spektralnu rezoluciju, pa bi budućnost trebala donijeti veće teleskope', rekao je Nick Siegler, glavni tehnolog NASA -inog programa za istraživanje egzoplaneta, tijekom prezentacije na 233. sastanak Američkog astronomskog društva siječnja u Seattleu. Ta veća rezolucija omogućit će teleskopima da vide više svemira, gledajući dublje i jasnije nego ikad prije. Također će biti osobito korisno za pronalaženje i karakteriziranje planete oko drugih zvijezda .

'Naravno,' veliki 'je relativan, ali izazov je isti', rekao je Siegler. 'Imate velike strukture koje pokušavate preklopiti u manje strukture, a količina posla koja se u to ulaže zaista je ogromna.' Na primjer, NASA-in svemirski teleskop James Webb (JWST)-trenutno planiran za lansiranje na raketu za teške terete Ariane 5 2021.-preklopit će se tako da stane u okvir rakete. Kad je teleskop spreman za postavljanje, više od 200 pokretnih dijelova mora se pažljivo rasklopiti prije nego što instrument počne raditi promatrajući nebo.



JWST će biti najveći svemirski teleskop ikada lansiran sa svojim zrcalom od 6,5 metara (21,3 stope). The Arijana 5 koji će lansirati JWST je teška raketa koja se obično koristi za lansiranje satelita u Zemljinu orbitu. Međutim, te su rakete također korištene za lansiranje međuplanetarnih misija poput one Europske svemirske agencije BepiColombo misija na Merkur koja je pokrenuta u listopadu prošle godine. Iako JWST još nije pokrenut, znanstvenici NASA -e već rade na prijedlozima za njegovog nasljednika. (Upozorenje o spojleru: Čak su i veći od JWST -a!)

Dijagram uspoređuje relativne veličine koncepta misije Origins Space Telescope i postojećih svemirskih teleskopa. Dijagram također prikazuje temperature na kojima različiti teleskopi moraju raditi.

Dijagram uspoređuje relativne veličine koncepta misije Origins Space Telescope i postojećih svemirskih teleskopa. Dijagram također prikazuje temperature na kojima različiti teleskopi moraju raditi.(Slika zasluga: NASA GSFC)



Inženjeri NASA -e koji rade na nacrtima predloženih svemirskih zvjezdarnica poput Velikog UV optičkog infracrvenog mjerila (LUVOIR) i svemirskog teleskopa Origins (OST) već su se morali nositi s ograničenjima današnjih raketa. Za svaki od ta dva teleskopa, inženjeri su osmislili dvije različite mogućnosti dizajna: verziju od 15 metara (50 stopa) koja se može lansirati na nadolazećim NASA-inim Sustav za lansiranje svemira (SLS) i verziju od 8 metara (26 stopa) koja može lansirati na današnje manje i manje snažne rakete za teške terete. Te manje verzije su rezervni planovi NASA -e u slučaju da SLS neće biti spreman na vrijeme; megaraket se već suočio s velikim kašnjenjima i prekoračenjem troškova.

Astronauti protiv robota

Umjesto da čekaju da netko izgradi raketu dovoljno veliku da podrži vrste svemirskih teleskopa za koje se znanstvenici nadaju da će ih lansirati u budućnosti, tim NASA-inih istraživača proučava mogućnosti sastavljanja u svemiru. Taj bi proces ne samo uklonio prepreke povezane s veličinom rakete, već bi također mogao smanjiti troškove razvoja i lansiranja novih svemirskih teleskopa, navodi se u opisu studija 'in-Space Assembled Telescope' (iSAT) .

Smisliti kako izgraditi teleskop u svemiru tek je početak. Da bi montaža teleskopa u svemiru postala stvarnost, NASA će morati dokazati da je proces ne samo moguć, već i isplativ i nije previše rizičan. Ti čimbenici uvelike ovise o tome hoće li skupštinu izvoditi astronauti, roboti ili neku njihovu kombinaciju, objasnili su članovi iSAT tima na sastanku AAS -a.

Slanje astronauta na rad na svemirskom teleskopu nije novi koncept; Ikona NASA -e Svemirski teleskop Hubble , koji je pokrenut 1990., astronauti su pet puta servisirali između 1993. i 2009. Iako astronauti nisu izvorno izgradili Hubble, ipak su instalirali novu opremu i izvršili neke velike popravke na zvjezdarnici. Od posljednje misije servisiranja Hubblea astronauti nisu posjetili nijedan drugi svemirski teleskop.

Dok su svemirski šatlovi koji su letjeli na servisnim misijama Hubble u mirovini od 2011., NASA bi mogla poslati astronaute iz Mjesečeva orbitalna platforma-gateway . Predložena Mjesečeva svemirska stanica poslužila bi kao odskočna daska za buduće posade s posadom na Mars.

No, neki istraživači, poput Sieglera, misle da bi roboti bili bolji za izgradnju stvari u svemiru. 'Astronauti su skupi', rekao je. 'Mislimo da to možemo učiniti potpuno robotski.' Robotski sustav za izgradnju sklopa teleskopa u svemiru djelovao bi jako poput robotskih ruku na Međunarodnoj svemirskoj postaji, rekao je.

Ovog ljeta tim iSAT-a ima za cilj objaviti najnovije nalaze svoje studije o različitim opcijama montaže u svemiru.

Pošaljite e -poruku Hanneke Weitering na hweitering@guesswhozoo.com ili je slijedite @hannekescience . Pratite nas na Twitteru @Spacedotcom i dalje Facebook . Originalni članak na guesswhozoo.com .