يقترب تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي التابع لناسا أكثر فأكثر من موعد إطلاقه في عام 2025. سيساعد تلسكوب الأشعة تحت الحمراء واسع المجال من فئة هابل علماء الفلك على اكتشاف طبيعة الطاقة المظلمة ، واكتشاف الكواكب ، وإجراء مسوحات واسعة للمناطق الليلية سماء.
ولكن حتى مع قوته ، فإن التلسكوب سيكون محدودًا في قدرته على فحص الكواكب.
يقترح فريق من المهندسين إرسال مهمة متابعة إلى نانسي جريس: ستار شادي. يمكن لهذه المركبة الفضائية على شكل بتلة أن تطير في تشكيل مع التلسكوب ، مما يمنع الضوء من النجوم ، ويساعدها على رؤية الكواكب الخافتة القريبة.
تلسكوب استثنائي يحصل على ترقية؟ هذا يبدو وكأنه فوز.
أحد المراصد التالية للمساعدة في فهم البشرية للكون هو تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي (NGRST) ، المعروف سابقًا باسم تلسكوب المسح بالأشعة تحت الحمراء واسع المجال (WFIRST). كان تغيير الاسم تكريما لإرث الدكتورة نانسي جريس رومان ، المعروفة اليوم باسم 'أم هابل' لعملها في جعل هابل يحدث. أنشأت برنامج علم الفلك الفضائي التابع لوكالة ناسا ، وأصبحت أول امرأة تنفيذية في وكالة ناسا ، وعملت كأول رئيسة لعلم الفلك في وكالة ناسا خلال الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي. ( ريهم )
نانسي جريس رومان نموذج يحتذى به. نحن نطلق على هذه المهمة اسم نانسي جريس رومان بسبب إنجازاتها العظيمة. أعتقد أنه ساعد حقًا المرأة الشابة [كذا] قالت الدكتورة جولي ماكنري ، نائبة عالم المشروع في تلسكوب الفضاء الروماني] لمعرفة أنه من الممكن للمرأة أن تنجح ، فمن الممكن للمرأة أن تكون الأفضل. ( ريهم )
لدى NGRST وقت مهمة مخطط له يبلغ خمس سنوات ، ولكن كما هو الحال دائمًا ، يمكننا أن نأمل لمدة أطول. تاريخ إطلاقها الحالي المخطط له هو عام 2025 ، حيث يتم إطلاق كيب كانافيرال على متن EELV (مركبة الإطلاق المتطورة القابلة للاستهلاك). سوف يتجه إلى الشمس الثانية L2 نقطة لاغرانج ، التي تقع مباشرة مقابل الشمس ، على الجانب الآخر من القمر. هذا الموقع مثالي للحفاظ على الأجهزة باردة بدرجة كافية بحيث يتمكن المرصد من جمع 10 أضعاف البيانات التي يستطيع هابل جمعها. خلال مهمتها التي تستغرق خمس سنوات ، من المتوقع أن تقيس الضوء من مليار مجرة.
انطباع الفنان عن تلسكوب نانسي جريس الفضائي الروماني (WFIRST سابقًا). الائتمان: NASA / GSFC
هذا من بين مئات المليارات إلى تريليوني مجرة في الكون ، فقط لوضع الأمور في نصابها. ( ستريكلاند )
هذا التلسكوب مثير للإعجاب بالفعل ، تمامًا كما هو.
سيكون لدى مرصد ناسا أداتان على متنه ، أداة المجال الواسع وآلة كوروناجراف. يحتوي جهاز Wide Field Instrument على كاميرا بدقة 300 ميجابكسل والتي ستمنحها مجال رؤية أكبر 100 مرة من أداة الأشعة تحت الحمراء هابل. هذا يعني المزيد من السماء يتم ملاحظتها في وقت أقل. في غضون خمس سنوات ، سيكون قد صور السماء بأكثر من 50 ضعفًا كما لاحظ هابل في أول ثلاثين عامًا.
ستقوم أداة Coronagraph Instrument (CGI) بإجراء تصوير عالي التباين والتحليل الطيفي لعشرات الكواكب الخارجية القريبة. سوف يقضي على وهج النجوم القريبة ، مما يسمح له برؤية الكواكب التي تكون أكثر خفوتًا بمليار مرة من نجمها المضيف. ستساعد نتائج CGI البعثات المستقبلية على مراقبة وتمييز الكواكب الصخرية في المنطقة الصالحة للسكن من النجوم (منطقة تكون فيها درجة الحرارة عند المستوى المناسب للسماح بتكوين الماء السائل ، والذي يعتبر مكونًا رئيسيًا للحياة). ( كريشنا )
ستقوم NGRST بإجراء مسوحات الأشعة تحت الحمراء القريبة لاستكشاف النجوم والمجرات البعيدة. سيساعد المرصد في البحث عن ماهية المادة المظلمة والطاقة المظلمة ، ومن المتوقع أن يجد مسح Microlensing حوالي 2600 كوكب خارجي. هذا هو كل شيء حسن وجيد.
ولكن يمكن أن يكون أفضل.
تصوير فنان لظل نجم يحجب ضوء النجوم من نظام كوكبي قريب ، مما يتيح التقاط صور لكواكب بحجم الأرض في المناطق الصالحة للسكن حول النجوم الشبيهة بالشمس. (مصدر الصورة: جاي وونج ، لوس أنجلوس ، كاليفورنيا.)
هناك اقتراح بواسطة Andrew Romero-Wolf et al. ، لتطوير ما يسمى بـ Starshade Rendezvous Probe . سيكون هذا جهازًا يطير بحرية بطول 26 مترًا (~ 85 قدمًا) من شأنه أن يسمح لتلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي باكتشاف الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض في المناطق الصالحة للسكن لنجمها المضيف وزيادة الحساسية للتوصيف الطيفي للكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض. سيكون أيضًا قادرًا على اكتشاف الغبار المحيط بالكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض. هذا الغبار صغير الكتلة ولكن به مساحة كبيرة مما يجعل من السهل مراقبته أكثر من الكوكب نفسه.
الكواكب أكثر قتامة بحوالي 10 مليار مرة من الضوء الصادر من نجمها الأم. تعمل ظلال النجوم عن طريق حجب هذا الضوء ، على غرار طريقة عمل الكسوف. أثناء الكسوف ، يكون من السهل رؤية ما يحدث حول الشمس بدون وهجها. عندما يتم نشر الظل النجمي ، فإنه يسمح بتصوير الكواكب حول النجم بشكل مباشر ، كما يوفر القدرة على تحليل الغلاف الجوي للكواكب الخارجية.
ظل النجوم ليس مفهومًا جديدًا. ناسا تعمل بالفعل على نسخة على شكل بتلة. تم تصميم هذا الشكل لتقليل انحناء موجات الضوء مما يسمح له بتصوير الكواكب دون أن يطغى عليها ضوء النجوم الأصلي. ( رودريغيز ) تساعد شركة نورثروب جرومان في تطوير ظل النجوم ، وهو أطول من مبنى مكون من 15 طابقًا ، وسوف تطير على مسافة 20.000 - 40.000 كيلومتر (حوالي 12400 ميل - 24800 ميل) من مرصدها. من المتوقع أن يساعد في الكشف عن الكواكب خارج المجموعة الشمسية في غضون 50 سنة ضوئية منا. ( نورثروب جرومان )
ومع ذلك ، هناك بعض العقبات التي يجب التغلب عليها. هذه تقنية لم يتم بناؤها من قبل وتتطلب هندسة مفصلة للغاية. سيكون الحفاظ على ظل النجوم والمرصد في محاذاة مثالية مجرد واحدة من المهام الصعبة التي سيواجهها المهندسون. وضع مايكل بوتوم ، مهندس مختبر الدفع النفاث ، الأمر بأفضل ما يكون عندما قال: 'إذا تم تقليص ظل النجوم إلى حجم كوستر مشروب ، فسيكون التلسكوب بحجم ممحاة قلم الرصاص وسيتم فصلهما بحوالي 60 ميلاً [100 كيلومتر] . تخيل الآن أن هذين الجسمين يتحركان بحرية في الفضاء. كلاهما يواجهان هذه القاطرات والدفعات الصغيرة من الجاذبية والقوى الأخرى ، وعلى هذه المسافة نحاول أن نبقيهما متراصين بدقة في حدود 2 مم '. ( ناسا )
ثم هناك انتشار في ظل النجوم. يوضح الفيديو أعلاه ما يجب على ظل النجوم فعله للنشر بشكل صحيح ، وهذه ليست سوى خطوات الطفل الأولى. بحلول الوقت الذي يكون فيه نجم الظل جاهزًا للمهمة ، يمكن للمرء فقط أن يتخيل عدد الخطوات المعقدة والمحركات والمشغلات المطلوبة لنشرها بشكل صحيح. إذا كانت عملية فتح حاجب الشمس لتلسكوب جيمس ويب الفضائي أي مؤشر ، فلن تكون هذه مهمة سهلة.
حتى مع المرصد الرئيسي التالي مثل هابيكس أو لوفوار ، لن يكون هناك مرصد آخر قادر على اكتشاف الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض خلال العقد القادم. نأمل أن يبدأ مسبار Starshade Rendezvous Probe ثلاث سنوات في مهمة NGRST ، مما يمنحه عامين على الأقل للمساعدة في اكتشاف تلك الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض.
يتسع فهمنا للكون مع إطلاق كل مرصد جديد في الفضاء. ستساعد التكنولوجيا مثل الظل النجمي التي يتم اقتراحها بشكل كبير في تطوير معرفتنا.
الاعتمادات
ArXiv: موعد Starshade: حساسية الكواكب الخارجية واستراتيجية المراقبة
تمت إعادة تسمية تلسكوب WFIRST التابع لناسا بعد نانسي جريس رومان 'أم هابل'
قوة الزهرة: ناسا تكشف عن الرسوم المتحركة في الربيع
قد يكون هناك عدد أقل من المجرات في الكون مما كنا نظن