Polskie Forum Astronautyczne
Astronautyka => Pozostałe i Badania Kosmosu => Wątek zaczęty przez: axion w Lutego 06, 2011, 19:21
-
Niniejszy wątek traktuje o satelitach astrofizycznych będących we wstępnych fazach planowania czy projektowania.
Ostatnio pojawił się raport na temat misji LISA:
http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=48364
-
Ciekawe, właśnie możemy przeczytać na SGN o anulowaniu przyznanych finansów (http://www.spaceflightnow.com/news/n1206/07gems/) na astrofizyczną misję GEMS - ta sama nazwa co dla jakiejś misji amerykańskiej?
-
Ciekawe, właśnie możemy przeczytać na SGN o anulowaniu przyznanych finansów (http://www.spaceflightnow.com/news/n1206/07gems/) na astrofizyczną misję GEMS - ta sama nazwa co dla jakiejś misji amerykańskiej?
I pojawił się artykuł o anulowaniu misji na Kosmonaucie (http://www.kosmonauta.net/index.php/Technologie/Misje/nasa-porzuca-gems.html). Szkoda jej, fajne obiekty miała badać. Ktoś wie jakie były te wcześniejsze uwalone projekty?
"EMS, jako projekt typu Small Explorer (mała, relatywnie tania misja, wysyłana co kilka lat, mająca wąskie cele naukowe), miał kosztować do 119 milionów USD, z wyłączeniem kosztów wystrzelenia. Niezależna ocena wykazała jednak, że koszty projektu będą 20-30% większe od planowanych. Gro nieplanowanego wzrostu kosztu przypisuje się kłopotom związanym z opracowaniem głównego instrumentu naukowego misji, podwójnego teleskopu rentgenowskiego. Jego projektowanie już odsunęło start misji na listopada 2014 roku.
Dyrektor pionu astrofizyki określił decyzję jako "bardzo trudną", ale komisja była w swojej ocenie konsekwentna. Komisja odrzuciła odwołanie kierownika naukowego projektu GEMS z Goddard Space Flight Center i potwierdziła swoją decyzję anulującą misję. Przed oficjalnym skasowaniem projektu NASA musi jeszcze poinformować o swojej decyzji Kongres USA i innych uczestników projektu. Według Hertza anulowanie będzie kosztowało około 13 milionów USD, co oznacza, że całkowite wydatki na GEMS zamkną się kwotą około 50 milionów USD. W 2002 i 2003 roku NASA porzuciła dwie inne misje typu Explorer."
-
Pewnie, że jej szkoda. Z drugiej strony może dobrze, że NASA zaczyna staranniej zarządzać kosztami realizacji swoich projektów. Kontynuacja tego projektu spowodowałaby, że zostałby uwalony jakiś inny - całkowity budżet NASA jest ściśle określony.
-
Ciekawe jaki udział mogły tu mieć wnioski wyciągnięte z fatalnie zarządzanym programem JWST? Oznaczałoby to rzeczywiście "lessons learned".
-
Niestety misja GEMS (Gravity and Extreme Magnetism SMEX) okazała się o 30% za droga na SMEX i pewnie nie poleci.
http://spaceflightnow.com/news/n1206/07gems/
-
W ESA zatwierdzono realizację misji Euclid.
http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=50471
-
http://www.kosmonauta.net/menu-bezzalogowe/menu-artykuly-bezzalogowe/orbitalne-bz/4743-cheops-nowa-misja-egzoplanetarna-esa
Ten Cheops jest zastępstwem EChO (http://www.astronautyka.org/index.php/topic,926.0.html)?
-
http://www.kosmonauta.net/menu-bezzalogowe/menu-artykuly-bezzalogowe/orbitalne-bz/4743-cheops-nowa-misja-egzoplanetarna-esa
Ten Cheops jest zastępstwem EChO (http://www.astronautyka.org/index.php/topic,926.0.html)?
Wydaje mi się, że i tak i nie. Pewnie było przynajmniej kilka propozycji misji egzoplanetarnych. Z tej strony nie - szczególnie że to mała misja, a nie średniej wielkości. Z drugiej strony "Cosmic Vision 2015-2025" mówi o egzoplanetach, więc taka misja w międzyczasie powinna nastąpić. Zatem częściowo tak. :)
-
Cheops to chyba mała misja
Echo to średnia - zatem pewnie będą fukcjonować obok siebie
-
To M3 w końcu będzie czy nie? Gdzieś tam na kosmo śmignęło mi kiedyś, że na M1 i M2 koniec.
-
To M3 w końcu będzie czy nie? Gdzieś tam na kosmo śmignęło mi kiedyś, że na M1 i M2 koniec.
Pewnie dowiemy się tego w listopadzie, na Radzie Ministerialnej ESA.
-
Pewnie dowiemy się tego w listopadzie, na Radzie Ministerialnej ESA.
Dobrze wiedzieć! W takim razie nadal kibicuję EChO :).
-
Wybrana przez ESA misja typu S - Cheops (Characterizing Exoplanets Satellite) pozwoli na scharakteryzowanie właściwości znanych planet pozasłonecznych o masach Neptuna i mniejszych poprzez obserwacje tranzytów.
http://spaceflightnow.com/news/n1210/22cheops/#.UJPma2clREc
-
14 stycznia bieżącego roku minęła 10 rocznica kosmicznego przemówienia prezydenta USA Georga Busha:
http://www.youtube.com/watch?v=MH9909OVDHE
http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/bush_vision.html
w którym zapowiedziano m.in. powrót ludzi na Księżyc przed 2020 rokiem ::)
Dziś po 10 latach jednym największym z sukcesów Wizji Busha jest program COTS, LRO..., dokończenie budowy ISS i programu STS....
Niestety do dziś nie doczekaliśmy lotów CEV Orion na LEO, które wg pierwotnych planów miały się odbyć w pierwszej połowie bieżącej dekady......
O Księżycu już nie wspominam....
Tutaj projekt budżetu NASA od 2004 do 2020 roku (lata fiskalne)
http://www.nasa.gov/pdf/54873main_budget_chart_14jan04.pdf
Ehm łezka w oku się kręci ....
ten budżet powala ale i smuci... :(
... no przeciez cel zostal osiagniety, NaSA pelna para tworzy noiwe rozwiazanie dla teledetekcji - JWST. Hubble tez mial wielu nastepcow.
Z powazaniem
Adam Przybyla
-
... no przeciez cel zostal osiagniety, NaSA pelna para tworzy noiwe rozwiazanie dla teledetekcji - JWST. Hubble tez mial wielu nastepcow.
Z powazaniem
Adam Przybyla
A co JWST ma wspólnego z teledetekcją? :o
-
I nigdy nie było niczego co przypominałoby HST. Zarówno pod względem obszaru spektralnego, rozdzielczości oraz zakresu badań.
-
I nigdy nie było niczego co przypominałoby HST. Zarówno pod względem obszaru spektralnego, rozdzielczości oraz zakresu badań.
... nie bylo. http://www.space.com/21064-nasa-donated-spy-telescope-mars.html (http://www.space.com/21064-nasa-donated-spy-telescope-mars.html)
Z powazaniem
Adam Przybyla
-
Na tej samej zasadzie ruscy gadają o satelicie Spectrum-UV od 20 lat.
-
Na tej samej zasadzie ruscy gadają o satelicie Spectrum-UV od 20 lat.
... poslij linka, prosze. Z powazaniem
Adam Przybyla
-
http://www.russianspaceweb.com/spektr_uf.html
-
Jako drugą misję klasy L w programie ESA Cosmic Vision 2015–25 wybrano obserwatorium rentgenowskie Athena. Będzie to największy jak dotąd teleskop rentgenowski. Będzie kontynuował badania Chandry i XMM-Newton. Program naukowy obejmie takie zagadnienia i obiekty jak np wpływ supermasywnych czarnych dziur na formowanie się i ewolucję galaktyk, błyski gamma, gorący gaz w gromadach galaktyk, oddziaływania pół magnetycznych egzoplanet i ich gwiazd, zorze na Jowiszu i komety. Start powinien nastąpić około 2028 r.
http://sci.esa.int/cosmic-vision/54241-athena-to-study-the-hot-and-energetic-universe/
http://spaceflightnow.com/news/n1406/29athena/#.U76CKEBp5ac
-
NASA oficjalnie potwierdziła 7 listopada "następcę" Keplera misję TESS ( Transiting Exoplanet Survey Satellite) ; Misja była wstępnie zatwierdzona już w kwietniu 2013 roku w ramach programu Explorer program dla małych misji astrofizycznych. Misja ma za zadanie wyszukiwanie przy najjaśniejszych gwiazd egzoplanet . Misja przeszła niedawano tzw: confirmation review; teraz misja może wejść w fazę rozwojową sprzętu i oprogramowania.
Cały zeszły rok poświęcono na zebranie zespołu i planu budowy satelity i jego zadań . Misja ma wystartować w 2017 roku na statku zbudowanym przez Orbital Sciences Corp. i umiejscowiona na wysokiej orbicie okołoziemskiej.
TESS podczas misji podstawowej ocenianej na 2 lata ma monitorować pół miliona najjaśniejszych gwiazd i ma szanse odkryć ok 5000 potencjalnych egzoplanet w tym ok 50 rozmiarów Ziemi. Technika wykrywania ma być podobna do tych z Keplera. ( Mam nadzieje tylko , że koła zamachowe będą tym razem solidniejsze)
http://www.spacenews.com/article/civil-space/42487nasa-approves-exoplanet-mission-for-development
-
Czy padły jakiś decyzje w sprawie budowy takiego cudeńka:
http://www.stsci.edu/institute/atlast
A propos badania egzoplanet np. pod kątem obecności ewentualnych biosygnatur w atmosferze, lepszy byłby ATLAST czy Terrestial Planet Finder?
-
Atlast to proponowany prawdziwy następca kosmicznego teleskopu Hubbla. Prawdziwy gdyż obserwowałby niebo w zakresie od bliskiej podczerwieni, światło widzialne po ultrafiolet. Rozwijane są trzy koncepcje zwierciadła głównego: monolityczne zwierciadło o średnicy 8 metrów, wielosegmentowe o średnicy 16 metrów (największe) oraz wielosegmentowe o średnicy 9 metrów. Atlast pracowałby w punkcie libracyjnym L2 układu Ziemia-Słońce. Z uwagi na wielkość zwierciadła głównego, rozmiar Atlasta, jego masę (10-15 ton) i odległość do punktu L2, jedyną rakietą która nadawałaby się do jego wysyłki byłaby ciężka rakieta Space Launch System (SLS) w wersji Cargo. Jeżeli projekt Atlasta w ogóle będzie zatwierdzony do realizacji (na razie to propozycja) to Teleskop byłby budowany w drugiej połowie lat dwudziestych 21 wieku a start odbyłby się po 2030 roku. Teleskop charakteryzowałaby długa żywotność ok. 30 lat. W przeciwieństwie do JWST który z uwagi na zapas helowego chłodziwa do obserwacji w podczerwieni będzie obserwował max. 10 lat, Atlast będzie obserwował przede wszystkim w zakresie widzialnym i będzie mógł obserwować o wiele dłużej. Teoretycznie co 5-8 lat mógłby być serwisowany przez astronautów którzy dolatywali by do niego na pokładzie Oriona w celu konserwacji i ulepszania aparatury pokładowej (podobnie jak Teleskop Hubbla był serwisowany przez wahadłowce). Atlast służyłby do bezpośredniego obrazowania planet pozasłonecznych wielkości zbliżonej do Ziemi lub nieco większych krążących w Ekosferach gwiazd do odległości 45 Parseków (~150 lat świetlnych). Umożliwiłby badanie atmosfer ziemiopodobnych planet pod kątem składu atmosfery, wykrycie biosygnatur wskazujących na istnienie na nich życia, powierzchni, rozkładu lądów oraz sezonowych zmian wielkości szaty roślinnej w ciągu obiegu gwiazdy przez obserwowaną planetę.
-
Atlast to proponowany prawdziwy następca kosmicznego teleskopu Hubbla. Prawdziwy gdyż obserwowałby niebo w zakresie od bliskiej podczerwieni, światło widzialne po ultrafiolet. Rozwijane są trzy koncepcje zwierciadła głównego: monolityczne zwierciadło o średnicy 8 metrów, wielosegmentowe o średnicy 16 metrów (największe) oraz wielosegmentowe o średnicy 9 metrów. Atlast pracowałby w punkcie libracyjnym L2 układu Ziemia-Słońce. Z uwagi na wielkość zwierciadła głównego, rozmiar Atlasta, jego masę (10-15 ton) i odległość do punktu L2, jedyną rakietą która nadawałaby się do jego wysyłki byłaby ciężka rakieta Space Launch System (SLS) w wersji Cargo. Jeżeli projekt Atlasta w ogóle będzie zatwierdzony do realizacji (na razie to propozycja) to Teleskop byłby budowany w drugiej połowie lat dwudziestych 21 wieku a start odbyłby się po 2030 roku. Teleskop charakteryzowałaby długa żywotność ok. 30 lat. W przeciwieństwie do JWST który z uwagi na zapas helowego chłodziwa do obserwacji w podczerwieni będzie obserwował max. 10 lat, Atlast będzie obserwował przede wszystkim w zakresie widzialnym i będzie mógł obserwować o wiele dłużej. Teoretycznie co 5-8 lat mógłby być serwisowany przez astronautów którzy dolatywali by do niego na pokładzie Oriona w celu konserwacji i ulepszania aparatury pokładowej (podobnie jak Teleskop Hubbla był serwisowany przez wahadłowce). Atlast służyłby do bezpośredniego obrazowania planet pozasłonecznych wielkości zbliżonej do Ziemi lub nieco większych krążących w Ekosferach gwiazd do odległości 45 Parseków (~150 lat świetlnych). Umożliwiłby badanie atmosfer ziemiopodobnych planet pod kątem składu atmosfery, wykrycie biosygnatur wskazujących na istnienie na nich życia, powierzchni, rozkładu lądów oraz sezonowych zmian wielkości szaty roślinnej w ciągu obiegu gwiazdy przez obserwowaną planetę.
Slavin informacje, które podałeś pochodzą z Wikipedii :) Mnie interesuje, który teleskop byłby lepszy w obserwacji odległych układów planetarnych, badania atmosfer i powierzchni egzoplanet - ATLAST czy Terrestial Planet Finder? :)
-
Naukowcy z University of Warwick znaleźli dowód na potwierdzenie hipotezy, że u egzoplanet znajdujących się blisko gwiazdy macierzystej dochodzi do „wypalenia” części atmosfery przez promieniowanie gwiazdy. Zjawisko takie zauważono w przypadku czerwonego karła GJ 436 i planety GJ 436b.
Widzimy wielką chmurę gazu absorbującą światło czerwonego karła w czasie, gdy na tle gwiazdy przechodzi egzoplaneta GF 436b. Chmura ta skutek działania emitowanych przez gwiazdę promieni X, które wypalają górne warstwy atmosfery planety. W wyniku oddziaływania światła ultrafioletowego, chmura tworzy warkocz podobny do warkocza komety. W każdej sekundzie z atmosfery GJ436b jest w ten sposób wypalanych około 1000 ton wodoru. To mniej więcej 0,1% masy atmosfery w ciągu miliarda lat. Taki sam proces może przebiegać znacznie gwałtowniej na innych egzoplanetach, gdzie prowadzi do całkowitego zniszczenia atmosfery - mówi doktor Peter Wheatley, jeden z autorów badań
Źródło: University of Warwick
-
Ponieważ projekt JWST zmierza do szczęśliwej finalizacji w NASA wracają mniejsze projekty misji astrofizycznych. W programie SMEX, zupełnie zamarłym w ostatnich latach wytypowano trzech kandydatów: SPHEREx (All-Sky Near-Infrared Spectral Survey), IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) i PRAXyS (Polarimeter for Relativistic Astrophysical X-ray Sources). Selekcja misji nastąpi na początku 2017 r. Cele satelitów rentgenowskich porywają się z założeniami misji GEMS, zarzuconej z powodu 20% przekroczenia planowanych kosztów.
http://spaceflightnow.com/2015/08/03/nasa-picks-candidates-for-new-space-telescope/
Ponadto znowu przebąkuje się o teleskopie WFIRTS za ponad miliard.
-
Polacy pomogą w budowie teleskopu ATHENA
26.07.2016
Zbieranie danych na temat formowania i ewolucji grup galaktyk oraz czarnych dziur - takie zadanie czeka teleskop ATHENA. W prace budującego go międzynarodowego zespołu naukowców zaangażowani są też Polacy. Start misji planowany jest na 2028 rok.
Misję ATHENA (Advanced Telescope for High Energy Astrophysics) realizuje Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) w ramach programu naukowego „Kosmiczna Wizja” (Cosmic Vision). Koszt misji przekroczy 900 mln euro, a sonda ma zostać wyniesiona w 2028 roku. W pracach nad budową teleskopu uczestniczą inżynierowie z SENER Polska, a być może wkrótce dołączą do nich kolejni polscy badacze.
"Teleskop wykona wiele punktowych obserwacji wybranych fragmentów Wszechświata. Zakłada się około 300 obserwacji rocznie, trwających średnio 105 sekundy każda. Misja zaplanowana jest na minimum pięć lat operacji, ale wszystkie systemy projektowane są z myślą, że będzie działać dwukrotnie dłużej. Dokładne miejsca obserwacji wybrane zostaną przez naukowców" - wyjaśnia PAP Aleksandra Bukała z SENER Polska. (...)
Polski zespół będzie musiał zmierzyć się z nietypowymi wyzwaniami związanymi z rozmiarami lustra - ponad 2 metry średnicy i 1,2 tony masy oraz długością teleskopu - ponad 12 metrów. Wyzwaniami dla inżynierów będą: ogromne obciążenie statyczne lustra i tłumienie jego wstrząsów podczas startu, a także stworzenie bardzo precyzyjnego systemu ruchu i kontroli siłowników ISM. Należy uniknąć przenoszenia zbyt dużych sił na teleskop podczas obrotu zwierciadła, co w warunkach zerowej grawitacji mogłoby doprowadzić do destabilizacji położenia sondy. Zbyt duże siły mogłyby też uszkodzić samo lustro. Inżynierowie muszą również zaprojektować tzw. mechanizm podtrzymująco-zwalniający (HDRM - Hold Down & Release Mechanism), który pozwoli na kontrolowane i płynne oddzielenie sondy od rakiety nośnej. To, jak zostaną rozwiązane powyższe problemy ma krytyczne znaczenie dla misji ATHENA.
"Większość prac nad koncepcją mechanizmu wykonają nasi inżynierowie, ale liczymy na udział krajowych partnerów w rozwiązywaniu niektórych problemów projektowych oraz w produkcji i testach mechanizmu. Prowadzimy już rozmowy z kilkoma firmami i instytutami badawczymi" – mówi Aleksandra Bukała.
Teleskop zostanie umieszczony na ciasnej orbicie wokół tzw. punktu L2. "Jest to miejsce pomiędzy Ziemią i Księżycem, gdzie równoważą się siły grawitacji tych dwóch obiektów. To dosyć popularna orbita dla misji mających za zadanie badanie dalekiego Wszechświata, ponieważ zapewnia stabilne warunki termiczne do pracy urządzeń obserwacyjnych oraz nieprzerwaną możliwość badania wybranych fragmentów nieba" - opisuje rozmówczyni PAP.
PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska
http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,410621,polacy-pomoga-w-budowie-teleskopu-athena.html
http://www.pulskosmosu.pl/2016/07/22/kluczowe-podzespoly-misji-athena-beda-projektowane-w-polsce/
http://pcos.gsfc.nasa.gov/studies/athena/athena.php
http://www.sciencemag.org/news/2014/06/europe-plans-launch-giant-x-ray-space-telescope
-
W związku z wzrostem kosztów JWST już w 2011 roku rozważano anulowanie projektu. Zarówno w 2011 jak i w 2018 JWST się udało. Można pomyśleć co można by ewentualnie w alternatywie dla JWST albo po udanym starcie tego telskopu dalej robić w temacie? Polecam artykuł:
http://www.citizensinspace.org/2012/03/rethinking-the-webb-space-telescope/
-
NASA Selects Proposals to Study Volatile Stars, Galaxies, Cosmic Collisions
March 16, 2020 RELEASE 20-026
NASA has selected proposals for four missions that would study cosmic explosions and the debris they leave behind, as well as monitor how nearby stellar flares may affect the atmospheres of orbiting planets.
Following detailed evaluations, the agency intends to select two proposals in 2021 to be the next astrophysics missions under the Explorers Program. The selected missions will be targeted for launch in 2025.
“These promising proposals under the Explorers Program bring out some of the most creative, innovative ways to help uncover the secrets of the universe," said Thomas Zurbuchen, associate administrator of the agency's Science Mission Directorate in Washington. "From studying stars and planets outside our solar system to seeking answers to the largest cosmic mysteries, I look forward to the breakthrough science from these modest size missions.”
Two astrophysics Small Explorer (SMEX) missions and two Missions of Opportunity (MO) proposals were competitively selected, based on potential science value and feasibility of development plans. Excluding the cost of launch, SMEX mission costs are capped at $145 million each, and MO costs are capped at $75 million each.
Each SMEX proposal will receive $2 million to conduct a nine-month mission concept study. The selected proposals are:
The Extreme-ultraviolet Stellar Characterization for Atmospheric Physics and Evolution (ESCAPE) Mission
- ESCAPE would study nearby stars, watching for rapid, strong ultraviolet flares. It aims to determine how likely such flares are to strip the atmosphere from a rocky planet orbiting the star, affecting conditions for habitability.
- Principal investigator: Kevin France at the University of Colorado at Boulder.
The Compton Spectrometer and Imager (COSI)
- COSI would scan our Milky Way galaxy, measuring gamma rays from radioactive elements produced during stellar explosions to map the recent history of star death and element production. It would also measure polarization, to improve our understanding of how distant energetic cosmic explosions produce gamma rays.
- Principal investigator: John Tomsick at the University of California, Berkeley.
MO proposals will each receive $500,000 to conduct a nine-month implementation concept study. The selected proposals are:
The Gravitational-wave Ultraviolet Counterpart Imager Mission
- The Gravitational-wave Ultraviolet Counterpart Imager consists of two independent small satellites, each scanning the sky in a different ultraviolet band. It would detect the light from hot gas in the explosion that follows a burst of gravitational waves caused by merging neutron stars or a neutron star merging with a black hole. Between these events, the mission would map the sky in ultraviolet light, finding other bright objects such as exploding stars.
- Principal investigator: Stephen (Brad) Cenko at NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.
LEAP – A LargE Area burst Polarimeter
- Mounted on the International Space Station, LEAP would study the energetic jets launched during the explosive death of a massive star, or the merger of compact objects such as neutron stars. LEAP's measurements of polarization in gamma-ray bursts could distinguish between competing theories for the nature of the jets, which move out at close to the speed of light. LEAP would complement NASA's Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), scheduled to launch in 2021.
- Principal investigator: Mark McConnell at the University of New Hampshire in Durham.
“Each of these missions would take the next steps in some of the hottest areas of astrophysics today,” said Paul Hertz, Astrophysics Division director at NASA Headquarters. “With the high science rewards for low dollar amounts, Explorers missions successfully fill the scientific gaps in our current fleet of space observatories.”
The Explorers Program, managed by Goddard, is the oldest continuous NASA program designed to provide frequent, low-cost access to space using principal investigator-led space science investigations relevant to the Science Mission Directorate’s astrophysics and heliophysics programs.
Since the launch in 1958 of Explorer 1, which discovered Earth’s radiation belts, the Explorers Program has launched more than 90 missions, including the Uhuru and Cosmic Background Explorer (COBE) missions that led to Nobel Prizes for their investigators.
For information about the Explorers Program visit:
https://explorers.gsfc.nasa.gov/index.html
https://www.nasa.gov/press-release/nasa-selects-proposals-to-study-volatile-stars-galaxies-cosmic-collisions
Artykuły astronautyczne (https://www.forum.kosmonauta.net/index.php?topic=4003.msg142559#msg142559)
-
Ten teleskop stworzy mapę 450 milionów galaktyk. SPHEREx nabiera kształtów.
(https://www.pulskosmosu.pl/wp-content/uploads/2023/11/spherex-scaled.jpeg)
Należący do NASA teleskop kosmiczny SPHEREx zaczyna wyglądać podobnie do tego, jak będzie wyglądał, gdy dotrze na orbitę okołoziemską i zacznie tworzyć mapy wszechświata. Skrót od Specto-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization i Ices Explorer, w skrócie SPHEREx nijak nie przypomina typowego teleskopu. Zamiast tego mamy urządzenie, które przypomina megafon, aczkolwiek taki, który będzie miał prawie 2,6 metra wysokości i będzie rozciągał się na prawie 3,2 metra szerokości. Charakterystyczny kształt obserwatorium nadają jego stożkowe osłony fotonowe, które są właśnie teraz montowane w czystym pomieszczeniu w Laboratorium Napędów Odrzutowych (JPL) NASA w Południowej Kalifornii.
Trzy stożki, umieszczone jeden w drugim, będą otaczały teleskop SPHEREx, chroniąc go przed światłem i ciepłem docierającym do niego ze Słońca i Ziemi. Teleskop będzie obserwował każdą część nieba, tak jakby skanował wnętrze globu od wewnątrz. W ciągu roku będzie w stanie dwukrotnie stworzyć mapę całego nieba.
„SPHEREx musi być dość zwrotny, ponieważ sonda musi poruszać się stosunkowo szybko podczas skanowania nieba” – mówi Sara Susca z JPL, zastępca kierownika ds. ładunku i inżynier systemów w misji. „Choć na to nie wygląda, ale osłony są w rzeczywistości dość lekkie i wykonane z licznych warstw. Na zewnątrz znajdują się wierzchnia warstwa aluminium, a wewnątrz aluminiowa struktura o strukturze plastra miodu, która wygląda jak karton – jest lekka, ale wytrzymała”.
Po uruchomieniu – nie później niż w kwietniu 2025 r. – SPHEREx pomoże naukowcom lepiej zrozumieć, skąd wzięła się woda i inne kluczowe składniki niezbędne do życia. Aby tego dokonać, misja zmierzy obfitość lodu wodnego w międzygwiazdowych obłokach gazu i pyłu, w których rodzą się nowe gwiazdy i z których ostatecznie powstają planety. Będzie badał kosmiczną historię galaktyk, mierząc zbiorcze światło, jakie one wytwarzają.
Pomiary te pomogą ustalić, kiedy zaczęły powstawać galaktyki i jak zmieniało się ich powstawanie w czasie. Wreszcie, mapując położenie milionów galaktyk względem siebie, SPHEREx będzie szukać nowych wskazówek na temat tego, jak szybka ekspansja, czyli inflacja Wszechświata, miała miejsce ułamek sekundy po Wielkim Wybuchu.
SPHEREx dokona tego wszystkiego, wykrywając światło podczerwone, czyli zakres fal dłuższych niż światło widzialne, które widzą ludzkie oczy. Światło podczerwone jest czasami nazywane promieniowaniem cieplnym, ponieważ emitują je wszystkie ciepłe obiekty. Nawet teleskop może wytwarzać światło podczerwone. Ponieważ światło to zakłócałoby pracę detektorów, teleskop musi być chłodzony – poniżej minus 210 stopni Celsjusza.
Zewnętrzna osłona fotonowa będzie blokować światło i ciepło ze Słońca i Ziemi, a szczeliny pomiędzy stożkami zapobiegną przedostawaniu się ciepła do środka, w stronę teleskopu. Aby jednak mieć pewność, że SPHEREx osiągnie swoją niską temperaturę roboczą, potrzebuje również czegoś, co nazywa się grzejnikiem z rowkiem w kształcie litery V: trzy stożkowe lustra, każde przypominające odwrócony parasol, ułożone jedno w drugim. Każda z nich, znajdująca się pod osłonami fotonowymi, składa się z szeregu klinów, które przekierowują światło podczerwone w taki sposób, że odbija się ono przez szczeliny między osłonami i wypływa w przestrzeń kosmiczną.
https://www.youtube.com/watch?v=2LvSd5HLblo (https://www.youtube.com/watch?v=2LvSd5HLblo)
„Niepokoi nas nie tylko to, jak zimny jest SPHEREx, ale także to, czy jego temperatura pozostaje taka sama” – powiedział Konstantin Penanen z JPL, kierownik ds. ładunku misji. „Jeśli temperatura się zmienia, może to zmienić czułość detektora, co może przełożyć się na fałszywy sygnał”.
Sercem SPHEREx jest oczywiście teleskop, który zbiera światło podczerwone z odległych źródeł za pomocą trzech zwierciadeł i sześciu detektorów. Teleskop jest pochylony u podstawy, dzięki czemu może zobaczyć jak najwięcej nieba, pozostając jednocześnie osłonięty tarczami fotonowymi.
Zbudowany przez Ball Aerospace w Boulder w Kolorado teleskop przybył w maju do Caltech w Pasadenie w Kalifornii, gdzie został zintegrowany z detektorami i radiatorem z rowkiem w kształcie litery V. Następnie w JPL inżynierowie przymocowali go do stołu wibracyjnego, który symuluje wstrząsy, jakie teleskop wytrzyma podczas rakietowego lotu w przestrzeń kosmiczną. Następnie powrócił do Caltech, gdzie naukowcy potwierdzili, że po testach wibracyjnych jego lustra nadal są ostre.
Zwierciadła wewnątrz teleskopu SPHEREx zbierają światło od odległych obiektów, ale to detektory potrafią „widzieć” długości fal podczerwonych, które misja próbuje obserwować.
Gwiazda taka jak nasze Słońce emituje cały zakres fal widzialnych, więc jest biała (chociaż ziemska atmosfera sprawia, że w naszych oczach wydaje się bardziej żółta). Pryzmat może rozbić to światło na składowe długości fal – tęczę. Nazywa się to spektroskopią.
Do wykonywania spektroskopii SPHEREx użyje filtrów zainstalowanych na swoich detektorach. Tylko mniej więcej wielkości krakersa, każdy filtr wydaje się opalizujący gołym okiem i ma wiele segmentów, które blokują wszystkie oprócz jednej określonej długości fali światła podczerwonego.
Każdy obiekt obserwowany przez SPHEREx będzie sfotografowany przez każdy segment, umożliwiając naukowcom zobaczenie konkretnych długości fal podczerwieni emitowanych przez ten obiekt, niezależnie od tego, czy jest to gwiazda, czy galaktyka. W sumie teleskop może obserwować ponad 100 różnych długości fal.
Na tej podstawie SPHEREx utworzy mapy wszechświata inne niż wszystkie, które powstały wcześniej.