НАСА има някои доста усъвършенствани концепции, когато става дума за следващото поколение космически телескопи. Те включват Транзитиращ сателит за изследване на екзопланетите (TESS), който наскоро се появи в космоса, както и Космически телескоп Джеймс Уеб (JWST) (планирано да стартира през 2020 г.) и Телескоп за широколентово инфрачервено проучване (WFIRST), която все още е в процес на развитие.
Отвъд тях НАСА също така определи няколко обещаващи предложения като част от своето десетилетно проучване за астрофизика през 2020 г. Но може би най-амбициозната концепция е тази, която изисква космически телескоп, съставен от модули, които биха се събрали. Тази концепция беше избрана наскоро за фаза I като част от програмата за NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) за 2018 г.
Екипът, който стои зад тази концепция, се ръководи от Дмитрий Саврански, доцент по машинно и космическо инженерство в университета Корнел. Заедно с 15 колеги от САЩ, Savransky е създал концепция за ~ 30 метра модулен космически телескоп с адаптивна оптика. Но истинският ритник е фактът, че той би бил съставен от рояк модули, които биха се сглобили автономно.
Проф. Саврански е добре запознат с космическите телескопи и лова на екзопланети, като е съдействал за интегрирането и тестването на планетата Imager Gemini - инструмент на южния телескоп Gemini в Чили. Той участва и в планирането на проучването на екзопланетите на планетата Близнаци, което откри 2015 г., подобна на Юпитер, орбита на 51 Еридани (51 Еридани б) през 2015 г.
Но гледайки към бъдещето, проф. Саврански вярва, че самосглобяването е начинът да се извърви създаването на супер телескоп. Както той и неговият екип описаха телескопа в предложението си:
„Цялата структура на телескопа, включително първичните и вторичните огледала, вторичната носеща конструкция и равнинното слънцезащитно стъкло, ще бъде изградена от един, масово произведен космически модул. Всеки модул ще бъде съставен от шестоъгълен космически кораб с диаметър ~ 1 м, покрит с активно огледално устройство от край до край. "
Тези модули ще бъдат пуснати независимо и след това ще се насочат към точката L2 Слънце-Земя, използвайки разгъваеми слънчеви платна. След това тези платна ще станат слънчева екрана на равнинния телескоп, след като модулите се съберат и сглобят, без да има нужда от човешка или роботизирана помощ. Въпреки че това може да звучи радикално напреднали, със сигурност е в съответствие с това, което NIAC търси.
„Това е програмата на NIAC“, каза д-р Саврански в неотдавнашното си интервю за Cornell Chronicle. „Вие поставяте тези някак безумно звучащи идеи, но след това се опитайте да ги подкрепите с няколко първоначални изчисления, а след това това е деветмесечен проект, в който се опитвате да отговорите на въпроси за осъществимост.“
Като част от наградите за фаза I на 2018 г. на NAIC, които бяха обявени на 30 март, екипът получи 125 000 долара за период от девет месеца за провеждането на тези проучвания. Ако те са успешни, екипът ще може да кандидатства за награда от фаза II. Както посочи Мейсън Пек, доцент по механично и аерокосмическо инженерство в Корнел и бившият главен технологичен директор в НАСА, Саврански е на прав път с предложението си за NIAC:
„Тъй като автономните космически кораби стават все по-често срещани и докато продължаваме да подобряваме начина, по който изграждаме много малки космически кораби, има много смисъл да зададем въпроса на Саврански: Възможно ли е да се изгради космически телескоп, който да вижда по-далеч и по-добре, използвайки само евтини малки компоненти, които се самосглобяват в орбита? “
Целевата мисия на тази концепция е Големият ултравиолетов / оптичен / инфрачервен геодезист (LUVOIR), предложение, което в момента се проучва като част от Десеталното проучване на НАСА през 2020 г. Като една от двете концепции, които се изследват от Центъра за космически полети на Годард на НАСА, тази концепция на мисията изисква космически телескоп с масивно сегментирано първично огледало с диаметър около 15 метра (49 фута).
Подобно на JWST, огледалото на LUVOIR ще се състои от регулируеми сегменти, които ще се разгънат, след като се разгърне в космоса. Задвижващите механизми и моторите активно регулират и подравняват тези сегменти, за да постигнат перфектния фокус и улавяне на светлина от слаби и далечни предмети. Основната цел на тази мисия би била да открие нови екзопланети, както и да анализира светлина от вече откритите, за да оцени атмосферата им.
Както Саврански и неговите колеги посочиха в предложението си, тяхната концепция е пряко в съответствие с приоритетите на пътните карти на НАСА за технологии в научните инструменти, обсерватории и сензорни системи и роботи и автономни системи. Те също така заявяват, че архитектурата е надеждно средство за изграждане на гигантски космически телескоп, което не би било възможно за предишните поколения телескопи като Хъбъл и JWST.
"Джеймс Уеб ще бъде най-голямата астрофизична обсерватория, която някога сме пускали в космоса, и е невероятно трудно", каза той. „И така, когато се изкачвате в мащаб до 10 метра или 12 метра или потенциално дори 30 метра, изглежда почти невъзможно да си представите как бихте изградили тези телескопи по същия начин, по който ние ги изграждаме.“
След като получи награда от фаза I, екипът планира да проведе подробни симулации за това как модулите ще летят в космоса и се срещат един с друг, за да определят колко големи трябва да бъдат слънчевите платна. Те също така планират да направят анализ на монтажа на огледалото, за да потвърдят, че модулите могат да постигнат необходимата повърхностна фигура след като бъдат сглобени.
Както Пек посочи, ако успее, предложението на д-р Саврански може да бъде смяна на играта:
„Ако професор Саврански докаже осъществимостта от създаването на голям космически телескоп от миниатюрни парчета, той ще промени начина, по който изследваме космоса. Ще можем да си позволим да видим по-далеч и по-добре от всякога - може би дори до повърхността на извънзоларна планета. "
На 5 и 6 юни НАСА също ще проведе NIAC ориентационна среща във Вашингтон, D.C., където всички победители от фаза I ще имат шанс да се срещнат и обсъдят своите идеи. Други предложения, получили награда Фаза I, включват роботи с изместване на формата за изследване на Титан, леки въздушни сензори за изследване на атмосферата на Венера, роботи на рояци с крилати крила за изследване на Марс, нова форма на задвижване на лъчите за междузвездни мисии (подобно на Breakthrough Starshot) , робот с парно захранване за океански светове и саморазмножаващ се хабитат, направен от гъбички.
Можете да прочетете повече за тези концепции, както и за тези, които са получили награда фаза II, тук.
