Astronomové a astrofyzici brzy budou mít větší pozorovací sílu, než vědí, co dělat. Nejen, že James Webb Space Telescope jednoho dne, někdy v příštích několika letech, doufáme, že pokud vše půjde dobře a pokud to koronavírus znovu nezdrží, zahájí a zahájí operace. Ale další výkonný kosmický dalekohled NASA s názvem WFIRST prošel důležitou etapou a je o krok blíže realitě.
WFIRST znamená Wide Field Infrared Survey Telescope. Bude mít objektiv 2,4 metru, stejnou velikost jako objektiv Hubbleova. WFIRST však bude mít široké zorné pole, které je 100krát větší než Hubbleovo pole. Bude mít dva vědecké nástroje: Wide Field Instrument (WFI) a koronografický nástroj. Bude také vybaven fotoaparátem o velikosti 300 megapixelů.
Ačkoli slovo Infrared je ve jménu dalekohledu, bude také pozorováno ve viditelném světle. Tisková zpráva NASA říká, že WFIRST bude schopen „… detekovat slabé infračervené signály z celého vesmíru a zároveň generovat obrovské panoramaty vesmíru…“ Je naplánováno spuštění v polovině 20. let.
Poté, co nedávno prošel kritickým mezníkem, NASA dala WFIRST záštitu na zahájení vývoje a testování hardwaru. Konstrukce WFIRST je již velmi pokročilá a kosmický dalekohled využívá řadu již vyspělých technologií. To je jeden z důvodů, proč má projekt projektované náklady na vývoj jen asi 3,2 miliardy dolarů, což je mnohem méně než cena značky JWST asi 10 miliard dolarů.
Konstrukce WFIRST vyžaduje mnoho technologií, které jsou již vyzkoušené a pravdivé, zejména komponenty dalekohledu v kvalitě Hubble. NASA také říká, že velká část návrhu je založena na lekcích získaných na náročné cestě Jamese Webba k dokončení.
Dalším krokem pro WFIRST je dokončení návrhu mise. NASA bude stavět testovací jednotky a technické modely, aby zjistila, zda návrh vydrží jak spuštění, tak případné operace ve vesmíru. Po startu, WFIRST vstoupí na halo orbitu na Slunce-Země LaGrange 2, stejně jako JWST.
"S bezprecedentní kombinací šířky a hloubky otevře WFIRST novou éru sledování našeho vesmíru."
Z videa NASA „Simulated Image ukazuje sílu WFIRST NASA“.
WFIRST má opravdu zajímavé vědecké cíle. Jako infračervený dalekohled je vhodné řešit větší otázky týkající se vesmíru. Jedním z cílů je odpovědět na některé otázky týkající se temné energie, síly, která řídí expanzi vesmíru. Kosmologové chtějí vědět, jak se temná energie v průběhu času měnila a jak a proč se expanze vesmíru zrychluje.
Dalekohled bude také pracovat na exoplanetách, jednom z nejdůležitějších témat v astronomii. Stále nevíme, jaké jsou běžné solární systémy, jako jsou ty naše, a jak je určována návaznost. WFIRST pomůže astronomům odpovědět na tyto otázky.
K přímému zobrazení velkých exoplanet použije jeho koronograf. Bude také brát spektra těchto planet k určení jejich atmosférického složení, což nám pomůže odhalit biosignatáře.
Jedním z nejzajímavějších cílů WFIRSTu je sčítání exoplanet. NASA plánuje využít fenomén mikročočky k dokončení statistického sčítání exoplanet v Mléčné dráze. Microlensing je, když se neviditelná planeta mimo naši vlastní sluneční soustavu pohybuje před vzdálenou hvězdou pozadí. Gravitace planety působí jako čočka, zvětšuje hvězdné světlo a působí jasněji. NASA očekává, že WFIRST objeví takto tisíce exoplanet, přičemž některé dokumenty naznačují 70 000 exoplanet.
Dalekohled bude také řešit další otázky, jak jsou určeny. Vesmírná věda - a kosmické dalekohledy - jsou plná překvapení, takže pravděpodobně budou objevy, které nemůžeme předem předvídat, a nějaké překvapivé výsledky.
WFIRST poskytne stejné obrázky ve vysokém rozlišení jako Hubble, ale s mnohem větším zorným polem. Před několika měsíci vydala NASA video ukazující sílu WFIRST. Jak ukazuje video, Hubbleův portrét galaxie v Andromedě vyžadoval, aby bylo více než 400 jednotlivých snímků zachyceno a zkombinováno do jednoho. Hubbleovi to trvalo také 4 roky. Silný WFIRST bude schopen vytvořit podobnou mozaiku pouze se dvěma obrázky. A bude potřeba pouze asi 90 minut, aby se každá z nich zachytila.
Přestože je WFIRST infračervený dalekohled, liší se od JWST - což je také infračervený rozsah - několika způsoby. Zatímco WFIRST bude poskytovat panoramatické výhledy na vesmír, JWST je v infračerveném záření mnohem citlivější. Citlivost JWST však přichází za cenu. K provedení těchto pozorování vyžaduje extrémní chlad a dalekohled má komplexní a kritický sluneční štít, aby ho udržel v chladu. Ten sluneční štít musí být složen a zabalen do rakety, aby mohl být vypuštěn, a rozmístěn dříve, než začne JWST.
WFIRST je také infračervený dalekohled, ale nevyžaduje stejnou nízkou provozní teplotu. Stále potřebuje chladicí systém, ale ne těžkopádný a technologicky komplexní sluneční štít. Provozní teplota JWST je 50 kelvinů (-223 ° C nebo -370 ° F). Provozní teplota WFIRST ještě není dokončena, ale projektové dokumenty NASA uvádějí, že je kolem 200 Kelvinů (-73 ° C nebo -100 F).
JWST i WFIRST jsou infračervené oblasti a jejich mise se mohou v některých ohledech překrývat. Když WFIRST najde něco zvláštního zájmu, JWST to může pozorovat s větší infračervenou citlivostí. Tento typ překrytí je stavebním kamenem misí a návrhů dalekohledu. Například připravovaná observatoř Vera C. Rubin, která by měla vidět první světlo koncem tohoto roku, prozkoumá oblohu na přechodné objekty. Když se objeví něco jako supernova, bude úkolem dalších dalekohledů pozornější pozorování.
Prozatím je WFIRST financován pouze do září 2020. NASA toto správní opatření přijímá, protože chtějí dokončit James Webb a uvést jej do provozu. Mít dva velké a složité projekty probíhající současně - oba kosmické dalekohledy - komplikuje oba projekty.
Předběžné datum zahájení WFIRST je někdy v roce 2025. Plánované trvání mise je pět let.
VÍCE:
- Tisková zpráva: NASA schválila vývoj vesmírné studijní a planetární vyhledávací mise
- NASA: Širokoúhlý infračervený kosmický dalekohled
- Technický dokument: Širokouhlý infračervený průzkumný dalekohled: 100 Hubbleů do roku 2020
- Space Magazine: WFIRST dostane svůj koronograf, aby zablokoval světlo hvězd a odhalil jejich planety
