NASA mempunyai beberapa konsep yang cukup maju ketika datang ke teleskop angkasa generasi akan datang. Ini termasuk Melancarkan Satelit Survei Exoplanet (TESS), yang baru-baru ini pergi ke angkasa, dan juga Teleskop Angkasa James Webb (JWST) (dijadualkan dilancarkan pada tahun 2020) dan Teleskop Penyiasatan Inframerah Lebar Lebar (WFIRST), yang masih dalam pembangunan.
Selain itu, NASA juga telah mengenal pasti beberapa cadangan yang menjanjikan sebagai sebahagian daripada Kajian Decadal 2020 untuk Astrofisika. Tetapi mungkin konsep yang paling bercita-cita tinggi adalah konsep yang memerlukan teleskop ruang angkasa yang terdiri daripada modul yang akan dipasang sendiri. Konsep ini baru-baru ini dipilih untuk pengembangan Fasa I sebagai sebahagian daripada program NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) 2018.
Pasukan di sebalik konsep ini diketuai oleh Dmitri Savransky, seorang penolong profesor kejuruteraan mekanikal dan aeroangkasa di Cornell University. Bersama dengan 15 rakan dari seluruh AS, Savransky telah menghasilkan konsep untuk teleskop ruang modular ~ 30 meter (100 kaki) dengan optik adaptif. Tetapi penendang sebenarnya adalah kenyataan bahawa itu terdiri dari sekumpulan modul yang akan mengumpulkan diri mereka sendiri.
Prof Savransky berpengalaman dalam teleskop ruang angkasa dan perburuan eksoplanet, setelah membantu pengintegrasian dan pengujian Gemini Planet Imager - instrumen di Teleskop Gemini Selatan di Chile. Dia juga ikut serta dalam perencanaan Survei Gemini Planet Imager Exoplanet, yang menemui planet seperti Musytari yang mengorbit 51 Eridani (51 Eridani b) pada tahun 2015.
Tetapi melihat ke masa depan, Prof Savransky percaya bahawa pemasangan diri adalah cara untuk membuat teleskop super. Ketika dia dan pasukannya menerangkan teleskop dalam cadangan mereka:
"Keseluruhan struktur teleskop, termasuk cermin primer dan sekunder, struktur sokongan sekunder dan pelindung cahaya matahari akan dibina dari satu modul kapal angkasa yang dihasilkan secara besar-besaran. Setiap modul akan terdiri daripada kapal angkasa berdiameter ~ 1 m heksagon yang dihiasi dengan pemasangan cermin aktif dari tepi ke tepi. "
Modul-modul ini akan dilancarkan secara bebas dan kemudian menavigasi ke titik Sun-Earth L2 menggunakan layar solar yang dapat digunakan. Layar ini kemudian akan menjadi pelindung cahaya teleskop planar setelah modul bersatu dan berkumpul sendiri, tanpa memerlukan bantuan manusia atau robot. Walaupun ini terdengar sangat maju, ia tetap sesuai dengan apa yang dicari oleh NIAC.
"Itulah program NIAC," kata Dr. Savransky dalam wawancara baru-baru ini dengan Cornell Chronicle. "Anda melontarkan idea-idea yang agak gila ini, tetapi kemudian cuba menyandarkannya dengan beberapa pengiraan awal, dan kemudian ini adalah projek sembilan bulan di mana anda cuba menjawab soalan kemungkinan."
Sebagai sebahagian daripada anugerah Tahap I NAIC 2018, yang diumumkan pada 30 Mac, pasukan ini dianugerahkan $ 125,000 dalam tempoh sembilan bulan untuk menjalankan kajian ini. Sekiranya ini berjaya, pasukan akan dapat permohonan penganugerahan Tahap II. Seperti yang ditunjukkan oleh Mason Peck, profesor kejuruteraan mekanikal dan aeroangkasa di Cornell dan bekas ketua pegawai teknologi di NASA, Savransky berada di landasan yang betul dengan cadangan NIACnya:
"Oleh kerana kapal angkasa autonomi menjadi lebih umum, dan ketika kita terus meningkatkan bagaimana kita membangun kapal angkasa yang sangat kecil, masuk akal untuk mengajukan pertanyaan Savransky: Adakah mungkin untuk membangun teleskop ruang angkasa yang dapat melihat lebih jauh, dan lebih baik, hanya dengan menggunakan komponen kecil yang murah yang dipasang sendiri di orbit? "
Misi sasaran untuk konsep ini adalah Juruukur Ultraviolet / Optik / Inframerah Besar (LUVOIR), sebuah cadangan yang kini sedang dieksplorasi sebagai bagian dari Kajian Dekadal 2020 NASA. Sebagai salah satu daripada dua konsep yang sedang disiasat oleh Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA, konsep misi ini memerlukan teleskop ruang dengan cermin utama bersegmen besar yang berukuran sekitar 15 meter (49 kaki) diameter.
Sama seperti JWST, cermin LUVOIR akan terdiri daripada segmen yang dapat disesuaikan yang akan terungkap sebaik sahaja digunakan ke ruang angkasa. Penggerak dan motor akan secara aktif menyesuaikan dan menyelaraskan segmen ini untuk mencapai fokus yang sempurna dan menangkap cahaya dari objek samar dan jauh. Tujuan utama misi ini adalah untuk mencari eksoplanet baru serta menganalisis cahaya dari mereka yang telah ditemukan untuk menilai atmosfer mereka.
Seperti yang ditunjukkan oleh Savransky dan rakan-rakannya dalam proposal mereka, konsep mereka secara langsung sesuai dengan keutamaan Peta Jalan Teknologi NASA dalam Instrumen Sains, Observatorium, dan Sistem Sensor dan Robotik dan Sistem Autonomi. Mereka juga menyatakan bahawa seni bina adalah cara yang boleh dipercayai untuk membina teleskop ruang angkasa raksasa, yang tidak mungkin untuk teleskop generasi sebelumnya seperti Hubble dan JWST.
"James Webb akan menjadi observatorium astrofizik terbesar yang pernah kami letakkan di ruang angkasa, dan sangat sukar," katanya. "Jadi naik dalam skala, hingga 10 meter atau 12 meter atau bahkan berpotensi bahkan 30 meter, sepertinya hampir mustahil untuk membayangkan bagaimana anda akan membangun teleskop tersebut dengan cara yang sama seperti yang kita buat."
Setelah diberikan anugerah Tahap I, pasukan ini merancang untuk melakukan simulasi terperinci mengenai bagaimana modul akan terbang melalui ruang dan pertemuan antara satu sama lain untuk menentukan seberapa besar layar solar yang diperlukan. Mereka juga merancang untuk melakukan analisis pemasangan cermin untuk mengesahkan bahawa modul dapat mencapai angka permukaan yang diperlukan setelah dipasang.
Seperti yang ditunjukkan oleh Peck, jika berjaya, cadangan Dr. Savransky boleh menjadi pengubah permainan:
"Sekiranya Profesor Savransky membuktikan kemungkinan membuat teleskop ruang besar dari kepingan kecil, dia akan mengubah cara kita meneroka ruang. Kita akan dapat melihat lebih jauh, dan lebih baik dari sebelumnya - bahkan mungkin ke permukaan planet ekstrasolar. "
Pada 5 dan 6 Jun, NASA juga akan mengadakan Mesyuarat Orientasi NIAC di Washington D.C., di mana semua pemenang Tahap I akan berpeluang bertemu dan membincangkan idea mereka. Cadangan lain yang menerima anugerah Tahap I termasuk robot pengubah bentuk untuk menjelajahi Titan, sensor udara ringan untuk meneroka atmosfera Venus, robot kawanan sayap untuk meneroka Mars, bentuk pendorong pancaran baru untuk misi antarbintang (serupa dengan Breakthrough Starshot) , robot berkuasa wap untuk dunia lautan, dan habitat replikasi diri yang terbuat dari jamur.
Anda boleh membaca lebih lanjut mengenai konsep ini, dan juga konsep yang diberi penghargaan Tahap II, di sini.
