לנאס"א יש כמה מושגים מתקדמים למדי כשמדובר בדור הבא של טלסקופי החלל. אלה כוללים את מעבר סקר לווייני Exoplanet (TESS), שהתחלף לאחרונה בחלל, כמו גם את ה- טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) (מתוכנן להשקה בשנת 2020) וה- טלסקופ סקר אינפרא אדום רחב שדה (WFIRST) שעדיין נמצא בפיתוח.
מעבר לאלה, נאס"א זיהתה גם מספר הצעות מבטיחות כחלק מסקר העשור השנתי לאסטרופיסיקה בשנת 2020. אבל אולי הקונספט השאפתני ביותר הוא זה שקורא לטלסקופ חלל המורכב ממודולים שירכיבו את עצמם. מושג זה נבחר לאחרונה לפיתוח שלב I כחלק מתוכנית ה- NIAC (Innovative Advanced Concepts) לשנת 2018.
את הצוות שעומד מאחורי קונספט זה מוביל דמיטרי סברנסקי, פרופסור להנדסת מכונות וחלל וחלל באוניברסיטת קורנל. יחד עם 15 קולגות מרחבי ארה"ב, סברנסקי ייצרה קונספט לטלסקופ חלל מודולרי ~ 30 מטר (100 רגל) עם אופטיקה אדפטיבית. אבל הבועט האמיתי הוא העובדה שהוא מורכב מנחיל של מודולים שירכיבו את עצמם באופן אוטונומי.
פרופ 'סברנסקי בקיא היטב בטלסקופים בחלל ובציד אקס-פלנט, לאחר שסייע בשילוב ובדיקת Imini Planet Imager - מכשיר בטלסקופ ג'מיני דרום בצ'ילה. הוא השתתף גם בתכנון סקר Exoplanet Planet Gemini Planet Imager שגילה כוכב לכת דמוי צדק המקיף את 51 Eridani (51 Eridani b) בשנת 2015.
אך במבט לעתיד, פרופ 'סברנסקי מאמין כי הרכבה עצמית היא הדרך ללכת ליצירת טלסקופ סופר. כפי שהוא וצוותו תיארו את הטלסקופ בהצעתם:
"כל מבנה הטלסקופ, כולל המראות הראשוניות והמשניות, מבנה התמיכה המשני ושמשת השמש המישורית, יבנו ממודול חלליות יחיד המיוצר בהמונים. כל מודול מורכב מחללית משושה בקוטר של 1 מ 'ועליה מערך מראה פעיל עד קצה. "
מודולים אלה יושקו באופן עצמאי ואז נווטו לנקודת L2 Sun-Earth באמצעות מפרשי שמש הניתנים לפריסה. מפרשים אלה יהפכו אז למסגרת השמש הטלסקופית המישורית ברגע שהמודולים יתכנסו ולהרכיב את עצמם, ללא צורך בסיוע אנושי או רובוטי. למרות שזה נשמע מתקדם באופן קיצוני, זה בהחלט תואם את מה ש- NIAC מחפש.
"זה מה שתוכנית ה- NIAC היא," אמר ד"ר סברנסקי בראיון שנערך לאחרונה ל"קורנל כרוניקל ". "אתה מציג את הרעיונות האלה קצת מטורפים, אבל נסה לגבות אותם עם כמה חישובים ראשוניים ואז זה פרויקט בן תשעה חודשים שבו אתה מנסה לענות על שאלות היתכנות."
במסגרת פרסי השלב הראשון של NAIC לשנת 2018, שהוכרזו ב- 30 במרץ, הוענק הצוות 125,000 דולר על פני תשעה חודשים לתקופת המחקר. אם אלה מצליחים, הצוות יוכל להגיש מועמדות לפרס שלב II. כפי שהעיד מייסון פק, פרופסור חבר להנדסת מכונות וחלל בחלל קורנל וקצין הטכנולוגיה הראשי לשעבר בנאס"א, סברנסקי נמצא בדרך הנכונה עם הצעת NIAC שלו:
"ככל שחלליות אוטונומיות הופכות נפוצות יותר, וככל שאנחנו ממשיכים לשפר את האופן בו אנו בונים חלליות קטנות מאוד, הגיוני מאוד לשאול את השאלה של סברנסקי: האם ניתן לבנות טלסקופ חלל שיכול לראות רחוק יותר ויותר טוב, רק באמצעות רכיבים קטנים וזולים המרכיבים את עצמם במסלול? "
משימת היעד למושג זה היא מודד גדול אולטרה סגול / אופטי / אינפרא אדום (LUVOIR), הצעה שנבדקת כעת כחלק מסקר Decadal 2020 של נאס"א. כאחד משני מושגים הנחקרים על ידי מרכז טיסת החלל "גודארד" של נאס"א, מושג משימה זה קורא לטלסקופ חלל עם מראה ראשית מפולחת מסיבית המונחת בקוטר של כ -15 מטרים.
בדומה ל- JWST, המראה של LUVOIR תהיה מורכבת מקטעים מתכווננים אשר יתגלו ברגע שהיא תתפרס לחלל. מפעילים ומנועים היו מכוונים ומיישרים באופן פעיל את המקטעים הללו על מנת להשיג את המיקוד המושלם ולתפוס אור מחפצים קלושים ומרוחקים. המטרה העיקרית של משימה זו תהיה לגלות exoplanets חדשים וכן לנתח אור מאלה שכבר התגלו כדי להעריך את האטמוספירה שלהם.
כפי שסברנסקי ועמיתיו ציינו בהצעתם, מושגם תואם ישירות את סדרי העדיפויות של מפת הדרכים הטכנולוגית של נאס"א במכשירי מדע, מצפים ומערכות חיישנים ורובוטיקה ומערכות אוטונומיות. הם גם קובעים שהארכיטקטורה היא אמצעי אמין לבניית טלסקופ חלל ענק, דבר שלא היה אפשרי לדורות קודמים של טלסקופים כמו האבל וה- JWST.
"ג'יימס ווב הולך להיות המצפה האסטרופיזי הגדול ביותר שאי פעם שמנו בחלל, וזה קשה להפליא," אמר. "אז עולה בקנה מידה, לגובה של 10 מטר או 12 מטר או אולי אפילו 30 מטר, נראה כמעט בלתי אפשרי להעלות על הדעת איך היית בונה את הטלסקופים האלה באותה דרך שבנינו אותם."
לאחר שקיבל פרס שלב א ', הצוות מתכנן לבצע הדמיות מפורטות של האופן בו המודולים יטוסו בחלל ויגיעו זה לזה בכדי לקבוע עד כמה גדול צריך להיות מפרשי השמש. הם גם מתכננים לערוך ניתוח של מכלול המראה כדי לאמת שהמודולים יוכלו להשיג את דמות השטח הנדרשת ברגע שיורכב.
כפי שציין פק, אם ההצעה של ד"ר סברנסקי יכולה להיות החלפת משחקים: אם תצליח.
"אם פרופסור סברנסקי יוכיח את היתכנותו ליצור טלסקופ חלל גדול מחתיכות קטנטנות, הוא ישנה את הדרך בה אנו חוקרים את החלל. נוכל להרשות לעצמנו לראות רחוק יותר, וטוב יותר מתמיד - אולי אפילו לפני השטח של כוכב לכת חוץ-קוטבי. "
ב- 5 וה- 6 ביוני, NASA תערוך גם ישיבת אוריינטציה של ה- NIAC בוושינגטון D.C., שם לכל הזוכים בשלב I תהיה הזדמנות להיפגש ולדון ברעיונות שלהם. הצעות אחרות שקיבלו פרס שלב I כוללות רובוטים המשתנים צורות לבחינת טיטאן, חיישני אוויר קלים לחקירת האווירה של ונוס, רובוטים נחילי כנפיים מתנופפות לחקור את מאדים, סוג חדש של הנעת קרן למשימות בין כוכבים (בדומה לפריצת דרך Starshot) , רובוט המונע על ידי קיטור לעולמות אוקיינוסים, ובית גידול המשכפל את עצמו עשוי מפטרייה.
תוכל לקרוא עוד על מושגים אלה, כמו גם על אלה שקיבלו את פרס שלב II, כאן.
