Za pomoč pri prihodnjih prizadevanjih za iskanje in preučevanje eksoplanetov inženirji z Nasinim laboratorijem za reaktivni pogon - skupaj s programom za raziskovanje eksoplanetov (ExEP) - ustvarjajo Starshade. Ko bo uporabljeno, bo to revolucionarno vesoljsko plovilo pomagalo teleskopom nove generacije, tako da bo preprečilo zasenčeno svetlobo, ki prihaja od daljnih zvezd, tako da je mogoče eksoplanete neposredno posneti.
Čeprav se to morda sliši naravnost enostavno, se bo moral Starshade vključiti v kakšno resno formacijo, ki bo letela, da bi lahko učinkovito opravila svoje delo. To je bil zaključek poročila ekipe Starshade Technology Development (aka. S5) Milestone 4, ki je na voljo na spletni strani ExEP. Kot je navedeno v poročilu, bo treba Starshade popolnoma uskladiti s vesoljskimi teleskopi, tudi na izjemnih razdaljah.
Medtem ko so do danes odkrili več kot štiri tisoč eksoplanetov brez pomoči zvezdnega senca, je bila velika večina odkritih s posrednimi sredstvi. Najučinkovitejša sredstva so bila opazovanje daljnih zvezd zaradi občasnih potopov v svetlosti, ki kažejo prehod planetov (tranzitna metoda) in merjenje premikov zvezde naprej in nazaj, da se ugotovi prisotnost planetarnega sistema (metoda radialne hitrosti).
Čeprav so učinkovite pri odkrivanju eksoplanetov in natančnem ocenjevanju njihove velikosti, mase in orbitalnega obdobja, te metode niso zelo učinkovite pri določanju, kakšni so pogoji na njihovih površinah. Da bi to naredili, morajo biti znanstveniki sposobni pridobiti spektrografske podatke o atmosferi teh planetov, kar je ključno za določitev, ali bi bili dejansko bivalni.
Edini zanesljiv način za to z manjšimi, skalnatimi planeti (aka. "Zemeljski") je z neposrednim slikanjem. Ker pa so zvezde lahko milijardo krat svetlejše od svetlobe, ki se odseva iz atmosfere planeta, je to izjemno težko izvesti. Vstopite v Starshade, ki bi s svetlo senco zvezd preprečil senco, ki bi se odvila od vesoljskega plovila, kot so cvetni listi cvetov.
To bo dramatično izboljšalo verjetnost vesoljskih teleskopov, ki bodo opazili planete, ki krožijo v zvezdi. Da pa bo ta metoda delovala, bosta morali dve vesoljski ladji ostati poravnani na razdalji 1 metra, kljub temu, da bosta leteli na razdalji do 40.000 km (24.850 milj). Če so
Kot je v nedavnem sporočilu za NASA pojasnil inženir JPL Michael Bottom:
"Razdalje, o katerih govorimo za tehnologijo zvezda, si je težko predstavljati. Če bi zvezdo zmanjšali na velikost podstavka za pijačo, bi bil teleskop velikosti radirke in bi jih ločil približno 60 milj [100 kilometrov]. Zdaj si predstavljajte, da ta dva predmeta prosto plavata v vesolju. Oba doživljata te majhne vlačilce in pritiske zaradi gravitacije in drugih sil, zato se na tej razdalji trudimo, da bi bili obe natančno poravnani na približno 2 milimetra. "
Poročilo S5 Milestone 4 je obravnavalo predvsem ločitveni razpon od 20.000 do 40.000 km (12.500 do 25.000 milj) in senčilo, ki je merilo 26 metrov (85 čevljev) v premeru. Znotraj teh parametrov bi lahko vesoljsko plovilo Starshade sodelovalo z misijo, kot je NASA-in širokopolovni infrardeči anketni teleskop (WFIRST), teleskop s primarnim zrcalom v premeru 2,4 m (~ 16,5 ft), ki ga je treba izstreliti do sredine -2020s.
Potem ko je določil potrebno poravnavo med dvema vesoljskima plovbama, je Bottom in njegova ekipa razvil tudi inovativen način za teleskope, kot je WFIRST, da bi ugotovili, ali naj bi Starshade odstopil od poravnave. To je bilo sestavljeno iz izdelave računalniškega programa, ki bi lahko prepoznal, kdaj so svetlobni in temni vzorci osredotočeni na teleskop in kdaj so se odmaknili od središča.
Bottom je ugotovil, da je bila tehnika zelo učinkovita pri zaznavanju najmanjših sprememb položaja zvezdnega senca, tudi na skrajnih razdaljah. Da bi zagotovili njegovo poravnavo, so sodelavci inženirja JPL Thibault Flinois in njegovi sodelavci razvili nabor algoritmov, ki se opirajo na informacije, ki jih ponuja program Bottom, da bi določili, kdaj naj se potisni zvezdniki sprožijo, da ostane v poravnavi.
V povezavi z Bottomovim delom je to poročilo pokazalo, da je ohranjanje poravnave obeh vesoljskih plovil izvedljivo z uporabo avtomatiziranih senzorjev in krmiljenja potiska - tudi če sta bila uporabljena večja zvezda in teleskop ter nameščena na 74.000 km (46.000 milj) narazen. Kar zadeva avtonomne sisteme, je revolucionaren, vendar ta predlog temelji na dolgi tradiciji znanstvenikov iz Nasine.
Kot je pojasnil Phil Willems, vodja Nasine dejavnosti Starshade Technology Development Technology:
»To je zame lep primer, kako vesoljska tehnologija postaja vedno bolj izjemna, saj temelji na svojih prejšnjih uspehih. Formacije, ki letijo v vesolju, uporabljamo vsakič, ko kapsula pristane na Mednarodni vesoljski postaji. Toda Michael in Thibault sta presegla to in pokazala način za ohranjanje formacije na lestvicah, večjih od same Zemlje. "
S potrditvijo, da NASA lahko izpolnjuje te stroge zahteve za zaznavanje in nadzor nad formacijo, je spodnji in kolega JPL inženir Thibault Flinois obravnaval eno od treh tehnoloških vrzeli, ki se soočajo s poslanstvom Starshade - konkretno, kako so natančne razdalje, povezane s velikostjo senčila sebe in primarno ogledalo teleskopa.
Kot eden od Nasinih vesoljskih teleskopov nove generacije, ki se bo začel razvijati v naslednjih letih, bo WFIRST prva misija za uporabo druge oblike tehnologije za blokiranje svetlobe. Znan kot zvezdni koronagraf, bo ta instrument vgrajen v teleskop in mu omogočil, da neposredno posname slike Neptuna na eksoplanete velikosti Jupiter.
Medtem ko projekt Starshade še ni bil odobren za let, bi ga lahko potencialno napotili k sodelovanju z WFIRST do konca leta 2020. Izpolnjevanje pogojev med formacijo je le korak za dokazovanje izvedljivosti projekta. Bodite prepričani, da si oglejte ta kul video, ki razlaga, kako bi delovala misija Starshade, vljudno z NASA JPL:
