Скоро астрономите и астрофизиците ще имат повече наблюдателна сила, отколкото те знаят какво да правят. Не само космическият телескоп Джеймс Уеб един ден, някъде през следващите няколко години, надяваме се, ако всичко върви добре и ако коронавирусът не го забави отново, ще стартира и започне работа. Но друг мощен космически телескоп на НАСА, наречен WFIRST, премина важен етап и е една крачка по-близо до реалността.
WFIRST означава Wide Field Infrared Survey Telescope. Той ще има 2.4 метра обектив, същия размер като обектива на Хъбъл Но WFIRST ще има широко зрително поле, което е 100 пъти по-голямо от това на Хъбъл Той ще носи два научни инструмента: инструмент за широко поле (WFI) и коронаграфски инструмент. Освен това ще бъде оборудвана с 300 мегапикселова камера.
Въпреки че думата инфрачервен е в името на телескопа, тя ще наблюдава и при видима светлина. В прессъобщение на НАСА се казва, че WFIRST ще може да „… открива слаби инфрачервени сигнали от целия космос, като същевременно генерира огромни панорами на Вселената…“ Той ще бъде планиран да започне известно време в средата на 2020-те.
След като наскоро премина критичен етап, НАСА даде на WFIRST да започне да разработва и тества хардуер. Дизайнът на WFIRST вече е усъвършенстван и космическият телескоп използва много технологии, които вече са зрели. Това е една от причините проектът да има прогнозни разходи за развитие от около 3,2 милиарда долара, което е много по-ниско от цената на JWST от около 10 милиарда долара.
Дизайнът на WFIRST изисква много технологии, които вече са изпитани и верни, особено компоненти на телескопа с качество на Хъбъл. НАСА казва още, че голяма част от дизайна се основава на уроци, извлечени от трудния път на Джеймс Уеб към завършването му.
Следващата стъпка за WFIRST е да финализира дизайна на мисията. НАСА ще изгради тестови единици и инженерни модели, за да види дали дизайнът ще издържи както стартирането, така и евентуалните операции в космоса. След изстрелването WFIRST ще влезе в орбита на ореола в точка Слънце-Земя LaGrange 2, същата като JWST.
„С безпрецедентна комбинация от ширина и дълбочина, WFIRST ще отвори нова ера в разглеждането на нашата Вселена.“
От видеото на НАСА „Симулираното изображение показва силата на НАСА НАЙ-ПЪРВО.“
WFIRST има наистина интересни научни цели. Като инфрачервен телескоп, той е подходящ за адресиране на по-големи въпроси за Вселената. Една от целите е да се отговори на някои от въпросите за тъмната енергия, силата, която движи разширяването на Вселената. Космолозите искат да знаят как тъмната енергия се е променила с времето и как и защо разширяването на Вселената се ускорява.
Телескопът ще работи и върху екзопланети, една от най-важните теми в астрономията. Все още не знаем колко общи са слънчевите системи като нашата и как се определя обитаемостта. WFIRST ще помогне на астрономите да отговорят на тези въпроси.
Ще използва своя коронаграф за директно изобразяване на големи екзопланети. Ще бъдат необходими и спектри на тези планети, за да се определи техният атмосферен състав, нещо, което ще ни помогне да открием биосигнатури.
Една от най-интересните цели на WFIRST е преброяването на екзопланетите. НАСА планира да използва феномена на микролентирането, за да завърши статистическо преброяване на екзопланети по Млечния път. Микросензирането е когато невидима планета извън нашата Слънчева система се движи пред далечна фонова звезда. Гравитацията на планетата действа като леща, като увеличава звездната светлина и я прави по-ярка. НАСА очаква, че WFIRST ще открие хиляди екзопланети по този начин, като някои документи предполагат 70 000 екзопланети.
Телескопът ще адресира и други въпроси, както са определени. Космическата наука - и космическите телескопи - са пълни с изненади, така че вероятно ще има открития, които не можем да предвидим предварително, и някои изненадващи резултати.
WFIRST ще предостави същите изображения с висока разделителна способност като Hubble, но с много по-голямо зрително поле. Преди няколко месеца НАСА пусна видео, показващо силата на WFIRST. Както показва видеото, портрет на Хъбъл на галактиката Андромеда изисква над 400 отделни изображения да бъдат заснети и съставени в едно. На Хъбъл му бяха необходими и 4 години, за да го направят. Мощният WFIRST ще може да създаде подобна мозайка само с две изображения. И ще са ви необходими само около 90 минути, за да заснемете всяко от двете.
Въпреки че WFIRST е инфрачервен телескоп, той се различава от JWST - което също е инфрачервен „обхват“ по няколко начина. Докато WFIRST ще осигури панорамна гледка към Космоса, JWST е много по-чувствителен в инфрачервения. Чувствителността на JWST обаче идва на цена. За извършването на тези наблюдения е необходим силен студ, а телескопът има сложен и критичен слънчев щит, за да го поддържа хладен. Този слънчев щит трябва да бъде сгънат и опакован в ракетата за изстрелване и разположен преди JWST да започне да работи.
WFIRST също е инфрачервен телескоп, но не изисква същата ниска работна температура. Тя все още се нуждае от охладителна система, но не и грозен и технологично сложен слънцезащитен щит. Работната температура на JWST е 50 Kelvin (-223 ° C или -370 ° F). Работната температура на WFIRST все още не е финализирана, но проектните документи на НАСА казват, че тя е около 200 Kelvin (-73 C или -100 F).
И JWST, и WFIRST са инфрачервени обхвати и техните задачи могат да се припокриват по някакъв начин. Когато WFIRST открие нещо от особен интерес, JWST може да го наблюдава с по-голяма инфрачервена чувствителност. Този тип припокриване е градивен елемент на мисии и проекти на телескопи. Например, предстоящата обсерватория Вера С. Рубин, която трябва да види първата светлина по-късно тази година, ще изследва небето за преходни обекти. Когато се забележи нещо като свръхнова, други телескопи ще бъдат натоварени с по-голямото наблюдение.
Засега WFIRST се финансира само до септември 2020 г. НАСА предприема тази административна предпазна мярка, защото те искат да завършат James Webb и да го работят. Наличието на два големи и сложни проекта, които работят едновременно - и двете космически телескопи, усложнява и двата проекта.
Ориентировъчната дата на стартиране на WFIRST е някъде през 2025 г. Планираната му продължителност на мисията е пет години.
ПОВЕЧЕ ▼:
- Прессъобщение: НАСА одобрява разработването на мисия за изследване на Вселената, за намиране на планети
- НАСА: Инфрачервен космически телескоп с широко поле
- Техническа книга: Широкополевият инфрачервен анкетен телескоп: 100 хъбла за 2020 г.
- Космическо списание: WFIRST получава своя коронаграф, за да блокира светлината на звездите и да разкрие техните планети
