НАСА разрабатывает самособирающийся телескоп

Космический телескоп Хаббл (слева) имеет 2,4-метровое зеркало и телескоп Джеймса Уэбба, имеющий 6,5-метровое зеркало. Авторы и права: NASA.

НАСА всегда ищет нечто особо продвинутое, когда дело касается будущего поколения телескопов, таких как, например, TESS, который недавно запустили, телескоп имени Джеймса Уэбба (который будет готов к запуску в 2020), или WFIRST (широкодиапазонный инфракрасный телескоп), который всё ещё разрабатывается.

Кроме этого, НАСА также опубликовали несколько многообещающих планов как часть своей десятилетней программы по исследованиям в области астрофизики. Впрочем, возможно, что их самый амбициозный план – это тот, что призывает к разработке телескопов, способных самостоятельно собирать собственные модули. Этот концепт был недавно выбран для первой фазы развития, как часть программы НАСА по внедрению инновационных решений.

Команду, которая будет заниматься этим проектом, возглавляет Дмитрий Савранский (Dmitri Savransky), профессор Корнельского университета. Вместе со своими 15 коллегами со всех уголков США, Савранский разработал концепт 30-метрового (100-футового) модульного космического телескопа с адаптивной оптикой. Но настоящим открытием стал тот факт, что он будет сделан из нескольких модулей, которые будут самостоятельно автономно собираться.

Профессор Савранский хорошо образован в области космических телескопов и охоты за экзопланетами, так как ранее он ассистировал при интеграции и испытании Gemini Planet Manager – части телескопа Gemini South в Чили. Он также участвовал в планировании исследования с помощью этого телескопа, который открыл планету, похожую на Юпитер, движущуюся по орбите вокруг Eridani 51 в 2015.

Космический телескоп TESS. Credit: NASA.

Смотря в будущее, профессор Савранский верит, что самособирающиеся телескопы – это путь к созданию супертелескопов. Так он и его команда описывают телескоп в своих планах:

“Вся структура этого телескопа, включая основные и вторичные зеркала, вторичные поддерживающие составляющие и плоский солнцезащитный козырек будут изготовлены из одного серийного космического модуля. Каждый модуль будет иметь гексагональную форму с длиной ребра в 1 метр и являться по сути космическим активным собирающим зеркалом”.

Эти модули будут запущены независимо и затем будут двигаться к точке L2, используя развертываемые солнечные паруса. Как только модули соединятся и соберутся, паруса будут использованы как плоские солнцезащитные козырьки, без нужды в помощи человека или робота. Несмотря на то, что это звучит уж слишком новаторски, это определенно то, что НАСА ищет в рамках своей программы.

“Это как раз то, в чём и заключается вся программа NIAC”, – подчеркнул профессор Савранский в своём недавнем интервью для Cornell Chronicle. “Вы называете это сумасшедшими идеями, но попытайтесь снабдить их парочкой первоначальных расчётов, а потом и девятимесячным проектом, и вы найдёте ответы на все свои вопросы”.

Команда получила 125 тысяч долларов для своего девятимесячного проекта, направленного на проведение подобных исследований, как часть наград NIAC в первой фазе проектов (результаты были озвучены 30-ого марта, 2018 года). Если проект окажется успешным, команда сможет претендовать на награды второй фазы программы. Мэйсон Пек (Mason Peck), профессор Университета Корнела, а также бывший глава технологического отдела НАСА, отмечает, что Савранский находится на правильном пути со своими обещаниями для NIAC.

Вместе с тем, что автономные космические технологии становятся более распространенными, и с тем, что мы продолжаем попытки строительства очень малогабаритных аппаратов, вопрос Савранского кажется закономерным: возможно ли построить космический телескоп, способный видеть дальше, лучше, используя только недорогие маленькие компоненты, которые соберутся самостоятельно, выйдя на орбиту?

Целевой миссией для изучения этого концепта является LUVOIR (Large Ultraviolet/Optical/Infrared Surveyor), проект, который сейчас изучается как часть десятилетней программы НАСА 2020.

Один из двух концептов исследуется в центре космических полетов Годдард (НАСА), и план миссии предполагает построение космического телескопа с массивным сегментированным главным зеркалом (15 метров или 49 футов в диаметре).

Иллюстрация художника, показывающая космический телескоп Large Ultraviolet/Optical/Infrared Surveyor (LUVOIR). Авторы и парва: NASA / GSFC.

Будучи очень похожим на JWST, зеркало LUVOIR будет сделано из разводных сегментов, которые будут раскладываться по достижению нужной орбиты в космическом пространстве. Приводы и моторы будут активно адаптировать и подстраивать эти сегменты в порядке, нужном для достижения идеального фокуса и захвата света от бледных и дальних объектов. Основной целью этой миссии станет поиск новых экзопланет и анализ света от тех, что уже были открыты, для оценки их атмосфер.

Исследователи указали в своем плане что, их концепт напрямую связан с приоритетами технологических карт научных инструментов, обсерваторий, сенсорных систем, автономных и автоматических систем НАСА. Они также утверждают, что архитектура – основополагающий элемент в конструировании гигантских космических телескопов, что невозможно приспособить для предыдущего поколения телескопов, таких как Хаббл и JWST.

“Джеймс Уэбб станет самой большой астрофизической лабораторией, когда-либо запущенной в космос, и одновременно – самой сложной в запуске”, – сказал Пек. – “Говоря о размерах, о 10, или 12, или даже, возможно 30 метрах, кажется абсолютно невозможным понять, как вы можете построить такие телескопы тем же способом, каким строите сейчас”.

Получив награду первой фазы, команда планирует провести детальные симуляции того, как модули пролетят через космическое пространство и встретятся друг с другом, для того, чтобы определить размеры будущих солнечных парусов. Они также планируют провести анализ сбора зеркал, чтобы проверить, могут ли модули соединится в нужном положении.

Как говорит Пек, при условии, что план профессора Савранского окажется успешным, то он сможет изменить условия игры:

“Если профессор Савранский докажет возможность создания большего телескопа из маленьких кусочков, он изменит то, как мы исследуем космос. Мы сможем видеть дальше и лучше, чем когда-либо – может даже сможет увидеть поверхность какой-нибудь экзопланеты”.

5 и 6 июня НАСА будет проводить ориентационную встречу NIAC в Вашингтоне, где победители первой фазы смогут встретиться и обсудить свои идеи. Некоторые другие планы, получившие награды первой фазы, включают разработку изменяющего форму робота для изучения Титана, лёгких аэрокосмических сенсоров для изучения атмосферы Венеры, летающего робота для исследования Марса, робота, использующего энергию пара, для изучения океанов.

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *