פרויקט כחול: בניית טלסקופ חלל שיכול היה לצפות ישירות בכוכבי לכת סביב אלפא קנטאורי

Pin
Send
Share
Send

בעשורים האחרונים התגלו אלפי exoplanets במערכות הכוכבים השכנות. למעשה, החל מה -1 באוקטובר 2017, כ -3,671 אקסוכוכבי לכת אושרו ב -2,751 מערכות, כאשר 616 מערכות מכילות יותר מכוכב לכת אחד. למרבה הצער, הרוב המכריע של אלה התגלה באמצעים עקיפים, החל במיקרולנסציה כבידתית לפוטומטריית מעבר ושיטת המהירות הרדיאלית.

מה שכן, לא הצלחנו ללמוד את הכוכבים האלה מקרוב מכיוון שהמכשירים הנחוצים עדיין לא קיימים. פרויקט בלו, קונסורציום של מדענים, אוניברסיטאות ומוסדות, מחפש לשנות זאת. לאחרונה הם פתחו בקמפיין מימון המונים באמצעות אינדיגוגו למימון פיתוח טלסקופ חלל שיחל לחפש exoplanets במערכת Alpha Centauri עד 2021.

בנוסף לשותפיו המסחריים והאקדמיים, Project Blue הוא מאמץ שיתופי בין מכון BoldlyGo, Mission Centaur, מכון SETI ואוניברסיטת מסצ'וסטס לואל. הוא מנוהל על ידי ועדה מייעצת למדע וטכנולוגיה (STAC) המורכבת ממומחי מדע וטכנולוגיה המוקדשים לחקר החלל ולחיפוש אחר החיים ביקום שלנו.

כדי להשיג את מטרתם ללמוד באופן ישיר Exoplanets, פרויקט כחול מבקש למנף שינויים אחרונים בחקר החלל, הכוללים שיפור מכשירים ומתודולוגיה, את קצב ההתגלות של Exoplanet בשנים האחרונות, ואת הגברת שיתוף הפעולה בין המגזר הפרטי לציבורי. כפי שהסביר נשיא ומנכ"ל מכון SETI ביל דיימונד בהצהרת העיתונאים האחרונה של SETI:

"פרויקט בלו בונה על מחקר שנערך לאחרונה בניסיון להראות שכדור הארץ אינו לבד בקוסמוס ככוכב לכת המסוגל לתמוך בחיים. האם לא יהיה זה מדהים לראות כוכב לכת כזה במערכת הכוכבים השכנה הקרובה שלנו?" זו הסיבה הבסיסית שאנו מחפשים. "

כאמור, כמעט כל התגליות האקסופלאנטיות שנעשו בעשורים האחרונים נעשו בשיטות עקיפות - שהפופולרית שבהן היא טרנזיט פוטומטריה. שיטה זו היא מה קפלר ו K2 המשימות שהסתמכו על מנת לאתר בסך הכל 5,017 מועמדים מחוץ ל planet לאשר את קיומם של 2,470 exoplanets (30 מתוכם נמצאו במסלול סביב שטח המגורים הכוכב שלהם).

שיטה זו מורכבת מאסטרונומים המנטרים כוכבים רחוקים אחר מטבלים תקופתיים בבהירות, הנגרמים על ידי כוכב לכת שמעבר לכוכב. על ידי מדידת המטבלים הללו, מדענים מסוגלים לקבוע את גודל כוכבי הלכת באותה מערכת. טכניקה פופולארית נוספת היא שיטת המהירות הרדיאלית (או דופלר), המודדת שינויים בעמדת הכוכב ביחס לצופה כדי לקבוע עד כמה מסיבי כוכבי הלכת שלה מאסיביים.

שיטות אלה ואחרות (לבדן או בשילוב) אפשרו לתגליות הרבות שנעשו להתרחש. אך עד כה לא צולמו ישירות exoplanets, אשר נובעת מהשפעת הביטול שיש לכוכבים על מכשירים אופטיים. בעיקרון, אסטרונומים לא הצליחו להבחין באור המשתקף מהאטמוספרה של האקסופלאט מכיוון שהאור שמגיע מהכוכב הוא בהיר פי עשרה מיליארד.

האתגר הפך לפיכך כיצד לחסום את האור הזה כך שכוכבי הלכת עצמם יוכלו להיראות. פיתרון מוצע לבעיה זו הוא תפיסת ה- Starshade של נאס"א, מבנה חלל ענק שיוצב למסלול לצד טלסקופ חלל (ככל הנראה, טלסקופ החלל ג'יימס ווב). לאחר מסלולו, מבנה זה יפרוס את נייר הכסף הפרחים שלו בכדי לחסום את זוהר הכוכבים הרחוקים, ובכך יאפשר ל- JWST ולכלים אחרים לצלם ישירות exoplanets.

אך מכיוון שאלפא קנטאורי היא מערכת בינארית (או טרינרית, אם סופרים את פרוקסימה קנטאורי), היכולת לדמיין ישירות כוכבי לכת סביבם מסובכת עוד יותר. כדי לטפל בכך, פרויקט כחול פיתח תוכניות לטלסקופ שיוכל לדכא אור הן מאלפא קנטאורי A והן B, ובמקביל לצלם תמונות של כל כוכבי הלכת שמקיפים אותם. מערכת הדיכוי המתוארת בכוכב מורכבת משלושה רכיבים.

ראשית, יש את הסעיף, מכשיר שיסמוך על מספר טכניקות לחסימת אור כוכבים. שנית, יש את המראה המתעצבת, חיישני גל-הסדר בהזמנה נמוכה ואלגוריתמים לבקרת תוכנה שיתמרנו עם אור נכנס. אחרונה, קיימת שיטת העיבוד שלאחר העיבוד המכונה Orbital Differntial Imaging (ODI), שתאפשר למדען Project Blue לחזק את הניגודיות של התמונות שצולמו.

בהתחשב בסמיכותה לכדור הארץ, מערכת Alpha Centauri היא הבחירה הטבעית לביצוע פרויקט כזה. עוד בשנת 2012 הוכרז על מועמד אקסופלאנט - Alpha Centauri Bb. עם זאת, בשנת 2015, ניתוח נוסף הצביע על כך שהאות שהתגלה היה חפץ בנתונים. במרץ 2015 הוכרז על אקסופלאנט שני אפשרי (Alpha Centauri Bc), אך גם קיומו נחקר.

בעזרת מכשיר המסוגל לבצע הדמיה ישירה של מערכת זו, ניתן היה סוף סוף לאשר (או לשלול את קיומם של כל exoplanets). כפי שאמר פרנק מרצ'יס - האסטרונום הפלנטארי הבכיר במכון SETI ומוביל פרויקט Blue Blue Science Lead על הפרויקט:

"פרויקט כחול הוא משימת חלל שאפתנית, שנועדה לענות על שאלה מהותית, אך באופן מפתיע הטכנולוגיה לאיסוף תמונה של" נקודה כחולה בהירה "סביב כוכבי אלפא סנטאורי נמצאת שם. הטכנולוגיה בה אנו נשתמש כדי להגיע לאיתור כוכב לכת חלש פי 1 עד 10 מיליארד מכוכבו, נבדקה בהרחבה במעבדה, וכעת אנו מוכנים לתכנן טלסקופ חלל עם מכשיר זה. "

אם פרויקט בלו עומד ביעדי מימון ההמונים שלו, הארגון מתכוון לפרוס את הטלסקופ למסלול כדור הארץ הקרוב (NEO) עד שנת 2021. לאחר מכן, הטלסקופ יבזבז את השנתיים הבאות בתצפית על מערכת אלפא סנטאורי במצלמה הקורונגראפית שלה. בסך הכל, בין פיתוח המכשיר לסוף קמפיין התצפית שלו, המשימה תימשך שש שנים, ריצה קצרה יחסית למשימה אסטרונומית.

עם זאת, התשלום הפוטנציאלי למשימה זו יהיה עמוק להפליא. על ידי הדמיה ישירה של כוכב לכת אחר במערכת הכוכבים הקרובה ביותר לשלנו, Project Blue יכול לאסוף נתונים חיוניים שיצביעו אם יש כוכבי לכת שיש למגורים. במשך שנים ניסו אסטרונומים ללמוד יותר על יכולת ההרגל הפוטנציאלית של exoplanets על ידי בחינת הנתונים הספקטרליים המופקים על ידי האור העוברים באטמוספירה שלהם.

עם זאת, תהליך זה הוגבל לענקיות גז מסיביות המסתובבות קרוב לכוכבי האב שלהם (כלומר "סופר-צדקנים"). בעוד שהוצעו לדגמים שונים להציב אילוצים על אטמוספרות כוכבי הלכת הסלעיים שמקיפים מסלול בתוך אזור הכוכב של כוכב, אף אחד מהם לא נחקר ישירות. לכן, אם זה יתגלה כמוצלח, פרויקט כחול יאפשר לכמה מהממצאים המדעיים הגדולים בהיסטוריה.

יתרה מזאת, זה יספק מידע שיכול לעבור דרך ארוכה ליידע משימה עתידית לאלפא קנטאורי, כמו פריצת דרך סטארשוט. משימה מוצעת זו קוראת להשתמש במערך לייזר גדול להנעה של ננו-כלי שיט מונע אור עד למהירויות יחסיות (20% מהירות האור). בקצב זה, המלאכה תגיע אל אלפא קנטאורי תוך 20 שנה ותוכל להעביר נתונים בחזרה באמצעות סדרה של מצלמות, חיישנים ואנטנות קטנטנות.

כפי שהשם מרמז, Project Blue מקווה לצלם תמונות ראשונות של "נקודה כחולה בהירה" המקיפה כוכב אחר. זוהי התייחסות לתצלום כדור הארץ שצולם על ידי וויאג'ר 1 בדיקה ב -19 בפברואר 1990, לאחר שהגשוש סיים את משימתו העיקרית והתכונן לעזוב את מערכת השמש. התמונות צולמו לבקשת האסטרונום הידוע ותקשורת המדע קארל סגן.

כשמסתכל על הצילומים, אמר סאגן במפורסם: "התבונן שוב בנקודה ההיא. זה כאן. זה הבית. זה אנחנו. עליו כל מי שאתה אוהב, כל מי שאתה מכיר, כל מי שאי פעם שמעת עליו, כל בן אדם שהיה אי פעם, חי את חייהם. " לאחר מכן, השם "נקודה כחולה בהירה" הגיע לשם נרדף לכדור הארץ וללכוד את תחושת היראה והתהייה כי מסע 1 צילומים מעוררים.

לאחרונה, צילומי "נקודה כחולה בהירה" אחרים נחתכו על ידי משימות כמו קאסיני מסלול. בזמן שצילם את סטורן ומערכת הטבעות שלו בקיץ 2013, קאסיני הצליח לתפוס תמונות שהראו את כדור הארץ ברקע. בהתחשב במרחק, כדור הארץ הופיע שוב כנקודת אור קטנה כנגד חושך החלל.

מעבר לסמוך על מימון קהל והשתתפות מספר רב של ארגונים ללא מטרות רווח, משימה בעלות נמוכה מבקשת גם לנצל מגמה הולכת וגוברת בחקר החלל - שהיא השתתפות פתוחה ושיתופי פעולה בין מוסדות מדעיים ומדענים אזרחיים. זו אחת התכליות העיקריות שעומדת מאחורי פרויקט כחול, שהיא לעסוק את הציבור ולחנך אותם על חשיבות חקר החלל.

כפי שהסביר ג'ון מורס, מנכ"ל מכון BoldlyGo:

העתיד של חקר החלל טומן בחובו פוטנציאל בלתי מוגבל לענות על שאלות עמוקות על קיומנו וגורלנו. מדע מבוסס חלל הוא אבן יסוד לחקירת שאלות מסוג זה. פרויקט כחול מבקש לעסוק קהילה עולמית במשימה לחיפוש אחר כוכבי לכת וחיים שמעבר לכדור הארץ. "

החל מכניסתו של מאמר זה, פרויקט בלו הצליח לגייס 125,561 דולר עבור היעד שלהם בסך 175,000 דולר. למעניינים בגיבוי פרויקט זה, קמפיין האינדיגוגו של פרויקט בלו יישאר פתוח עוד 11 יום. והקפידו לבדוק גם את סרטון הקידום שלהם:

Pin
Send
Share
Send