NASA má na mysli některé docela pokročilé koncepty, pokud jde o novou generaci vesmírných dalekohledů. Patří mezi ně Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), který se nedávno dostal do vesmíru, stejně jako James Webb Space Telescope (JWST) (naplánováno na spuštění v roce 2020) a Širokouhlý infračervený průzkumný dalekohled (WFIRST), který se stále vyvíjí.
Kromě toho NASA také identifikovala několik slibných návrhů v rámci svého 2020 Decadal Survey for Astrophysics. Ale možná nejambicióznější koncept je ten, který vyžaduje vesmírný dalekohled složený z modulů, které by se sestavily. Tento koncept byl nedávno vybrán pro vývoj fáze I jako součást programu NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts) z roku 2018.
Za tímto konceptem stojí Dmitrij Savranský, odborný asistent strojního a leteckého inženýrství na Cornellské univerzitě. Savransky společně s 15 kolegy z USA vytvořil koncept modulárního kosmického dalekohledu s ~ 30 metry (100 stop) s adaptivní optikou. Skutečným kickerem je však skutečnost, že by to bylo tvořeno rojem modulů, které by se samy sestavovaly samostatně.
Savransky se dobře orientuje v kosmických dalekohledech a exoplanetovém lovu, protože pomáhal při integraci a testování přístroje Gemini Planet Imager - nástroje na jihu dalekohledu Gemini v Chile. Podílel se také na plánování průzkumu exoplanetové planety Gemini, který v roce 2015 objevil planetu podobnou Jupiteru obíhající 51 Eridani (51 Eridani b).
Savransky se však dívá do budoucnosti a věří, že sebestavení je způsob, jak vytvořit super dalekohled. Jak on a jeho tým popsali dalekohled v jejich návrhu:
„Celá struktura dalekohledu, včetně primárních a sekundárních zrcadel, sekundární nosné konstrukce a planárního slunečního štítu, bude vyrobena z jediného, sériově vyráběného modulu kosmické lodi. Každý modul bude tvořen šestiúhelníkovou kosmickou lodí s průměrem asi 1 m zakončenou aktivní zrcadlovou sestavou od hrany k okraji. “
Tyto moduly by byly spuštěny samostatně a poté pomocí navigačních solárních plachet navigovány k bodu L2 Sun-Earth L2. Tyto plachty se poté stanou rovinným slunečním štítem dalekohledu, jakmile se moduly spojí a sestaví, bez potřeby lidské nebo robotické pomoci. I když to může znít radikálně pokročilé, je to určitě v souladu s tím, co NIAC hledá.
"To je program NIAC," řekl dr. Savransky v nedávném rozhovoru s Cornellovou kronikou. "Tyhle poněkud bláznivé nápady se tyčíš, ale pak se je pokusíš zálohovat několika počátečním výpočtem a pak je to devítiměsíční projekt, ve kterém se snažíš odpovědět na otázky proveditelnosti."
V rámci ocenění NAIC v roce 2018, fáze I, které byly vyhlášeny 30. března, získal tým za provedení těchto studií 125 000 dolarů za období devíti měsíců. Pokud budou úspěšné, tým bude moci požádat o ocenění fáze II. Jak naznačil Mason Peck, docent strojního a leteckého inženýrství v Cornell a bývalý hlavní technologický důstojník NASA, Savransky je se svým návrhem NIAC na správné cestě:
"Jak se autonomní kosmická loď stává běžnější, a jak se neustále zlepšujeme, jak stavíme velmi malou kosmickou loď, dává smysl položit Savranskyho otázku: Je možné postavit kosmický dalekohled, který bude vidět dále a lépe, pouze pomocí levné malé komponenty, které se samy sestavují na oběžné dráze? “
Cílovou misí pro tento koncept je Velký ultrafialový / optický / infračervený průzkumník (LUVOIR), návrh, který je v současné době zkoumán v rámci Dekadálního průzkumu NASA 2020. Jako jeden ze dvou konceptů, které vyšetřuje Goddard Space Flight Center NASA, vyžaduje tento koncept mise vesmírný dalekohled s masivním segmentovaným primárním zrcadlem, které měří průměr asi 15 metrů (49 stop).
Stejně jako JWST, i zrcadlo LUVOIR by bylo tvořeno nastavitelnými segmenty, které by se rozložily, jakmile by se rozložilo do vesmíru. Pohony a motory by tyto segmenty aktivně upravovaly a zarovnávaly, aby dosáhly dokonalého zaostření a zachytily světlo od slabých a vzdálených objektů. Hlavním cílem této mise by bylo objevit nové exoplanety a analyzovat světlo těch, které již byly objeveny, aby posoudily jejich atmosféru.
Jak Savransky a jeho kolegové ve svém návrhu naznačili, jejich koncepce je přímo v souladu s prioritami technologických plánů NASA ve vědeckých přístrojích, observatořích a senzorových systémech a robotice a autonomních systémech. Také uvádějí, že architektura je důvěryhodným prostředkem k vytvoření obřího vesmírného dalekohledu, což by nebylo možné pro předchozí generace dalekohledů, jako je Hubble a JWST.
"James Webb bude největší astrofyzikální observatoř, jakou jsme kdy dali do vesmíru, a je to neuvěřitelně obtížné," řekl. "Takže v měřítku na 10 metrů nebo 12 metrů nebo potenciálně dokonce 30 metrů se zdá téměř nemožné si představit, jak byste tyto teleskopy postavili stejným způsobem, jakým jsme je stavěli."
Poté, co bylo uděleno ocenění Fáze I, plánuje tým provést podrobné simulace toho, jak moduly budou prolétat vesmírem, a bude spolu navzájem určovat, jak velká musí být sluneční plachta. Rovněž plánují provést analýzu sestavy zrcadla, aby se ověřilo, že moduly mohou po sestavení dosáhnout požadované hodnoty povrchu.
Jak naznačil Peck, pokud by byl úspěšný, návrh Dr. Savranského by mohl být měnič her:
"Pokud profesor Savransky prokáže proveditelnost vytvoření velkého kosmického dalekohledu z malých kousků, změní to, jak zkoumáme vesmír." Budeme si moci dovolit vidět dál a lépe než kdy jindy - možná dokonce na povrch extrasolární planety. “
5. a 6. června uspořádá NASA ve Washingtonu D.C. orientační setkání NIAC, kde budou mít všichni vítězové fáze I příležitost setkat se a diskutovat o svých nápadech. Mezi další návrhy, které získaly ocenění Phase I, patří roboti s posunem tvaru pro zkoumání Titanu, lehké letecké senzory pro zkoumání atmosféry Venuše, roboti s rudými křídly pro zkoumání Marsu, nová forma pohonu paprsků pro mezihvězdné mise (podobně jako průlomový snímek Starshot) , robot poháněný parou pro oceány a samo se replikující lokalita vyrobená z houby.
Můžete si přečíst více o těchto pojmech, stejně jako o těch, kterým byla udělena cena II. Fáze, zde.
