Kmalu bodo imeli astronomi in astrofiziki večjo moč opazovanja, kot vedo, kaj storiti. Ne samo, da bo vesoljski teleskop James Webb nekega dne, nekje v naslednjih nekaj letih, upamo, da bo šlo vse v redu in če ga koronavirus ne bo več odložil, zažene in začne z delovanjem. Toda še en močan Nasin vesoljski teleskop, imenovan WFIRST, je prestopil pomembno fazo in je korak bližje resničnosti.
WFIRST pomeni Wide Field Infrardeči anketni teleskop. Imela bo 2,4 metrsko lečo, enako veliko kot Hubblova leča. Toda WFIRST bo imel široko vidno polje, ki je 100-krat večje od Hubblovega. Na sebi bo imel dva znanstvena instrumenta: instrument širokega polja (WFI) in koronagrafski instrument. Opremljen bo tudi s 300-milijonsko kamero.
Čeprav je beseda Infrardeč v imenu teleskopa, bo opazovala tudi pri vidni svetlobi. V NASA-inem sporočilu za javnost piše, da bo WFIRST lahko "... zaznal šibke infrardeče signale iz vesolja, hkrati pa ustvaril ogromne panorame vesolja ..." Predvidoma se bo začel izvajati sredi leta 2020.
Po nedavnem prehodu kritičnega mejnika je NASA WFIRST dala korak naprej za začetek razvoja strojne opreme in testiranja. WFIRST-ov dizajn je že dobro napreden, vesoljski teleskop pa uporablja veliko tehnologije, ki je že zrela. To je eden od razlogov, da ima projekt predvidene stroške razvoja le približno 3,2 milijarde USD, kar je precej nižje od cenovne cene JWST, ki znaša približno 10 milijard USD.
Zasnova WFIRST-a zahteva veliko preizkušene tehnologije in resničnosti, zlasti komponent teleskopa Hubble. NASA še pravi, da velik del zasnove temelji na izkušnjah, pridobljenih na naporni poti Jamesa Webba do uresničitve.
Naslednji korak za WFIRST je dokončati oblikovanje misije. NASA bo gradila testne enote in inženirske modele, da bi videla, ali bo izvedba izvedla tako lansiranje kot morebitne operacije v vesolju. Po izstrelitvi bo WFIRST vstopil v orbito halo v točki Sonce-Zemlja LaGrange 2, enako JWST.
"Z izjemno kombinacijo širine in globine bo WFIRST odprl novo obdobje v gledanju našega Vesolja."
V Nasinem videoposnetku "Simulirana slika prikazuje moč NAROČNEGA NASA."
WFIRST ima res zanimive znanstvene cilje. Kot infrardeči teleskop je primeren za obravnavo večjih vprašanj o Vesolju. Eden od ciljev je odgovoriti na nekatera vprašanja o temni energiji, sili, ki poganja širitev Vesolja. Kozmologi želijo vedeti, kako se je temna energija sčasoma spremenila in kako in zakaj se širitev Vesolja pospešuje.
Teleskop bo deloval tudi na eksoplanetih, ki so ena najpomembnejših tem v astronomiji. Še vedno ne vemo, kako običajni so sončni sistemi, kot je naš, in kako se določa bivalnost. WFIRST bo astronomom pomagal odgovoriti na ta vprašanja.
S svojim koronagrafom bo uporabil neposredno slikanje velikih eksoplanetov. Potrebni bodo tudi spektri teh planetov, da se določi njihova atmosferska sestava, kar nam bo pomagalo pri zaznavanju biosignatov.
Eden najzanimivejših ciljev WFIRST je popis eksoplanetov. NASA namerava pojav mikrolesenja uporabiti za dokončanje statističnega popisa eksoplanetov na Mlečni poti. Mikrolečenje je takrat, ko se neviden planet zunaj našega Osončja premakne pred oddaljeno zvezdo v ozadju. Gravitacija planeta deluje kot leča, povečuje zvezdno svetlobo in jo naredi svetlejšo. NASA pričakuje, da bo WFIRST na ta način odkril na tisoče eksoplanetov, nekateri dokumenti pa kažejo na 70.000 eksoplanetov.
Teleskop bo obravnaval tudi druga vprašanja, ko bodo določena. Vesoljska znanost - in vesoljski teleskopi - so polni presenečenj, zato bodo verjetno odkritja, ki jih ne moremo predhodno predvideti, in nekateri presenetljivi rezultati.
WFIRST bo zagotavljal enake slike z visoko ločljivostjo kot Hubble, vendar z veliko večjim vidnim poljem. Pred nekaj meseci je NASA objavila video, ki prikazuje moč WFIRST-a. Kot prikazuje videoposnetek, je Hubblov portret galaksije Andromeda potreboval več kot 400 posamičnih slik, da bi jih lahko ujeli in sestavili v eno. Hubblu so bila potrebna tudi 4 leta. Zmogljiv WFIRST bo lahko ustvaril podoben mozaik z le dvema slikama. Za zajem vsakega od teh bo potrebnih približno 90 minut.
Čeprav je WFIRST infrardeči teleskop, se od JWST - ki je tudi infrardeči "obseg", razlikuje na več načinov. Medtem ko bo WFIRST zagotavljal panoramski pogled na vesolje, je JWST v infrardeči povezavi veliko bolj občutljiv. Kljub temu je JWST-jeva občutljivost za ceno. Za izvedbo teh opazovanj potrebuje izjemen mraz, teleskop pa ima zapleten in kritičen sončni ščit, da se ohladi. Ta sončni ščitnik je treba zložiti in zapakirati v raketo za izstrelitev in namestiti, preden JWST začne z delovanjem.
WFIRST je tudi infrardeči teleskop, vendar ne potrebuje enako nizke delovne temperature. Še vedno potrebuje hladilni sistem, vendar ne neučakan in tehnološko zapleten sončni ščit. Obratovalna temperatura JWST je 50 Kelvinov (-223 ° C ali -370 ° F). Obratovalna temperatura WFIRST še ni dokončana, toda NASA-jevi oblikovalni dokumenti navajajo, da je okrog 200 Kelvinov (-73 C ali -100 F).
Tako JWST kot WFIRST sta infrardeči obseg in njuni misiji se lahko na nek način prekrivata. Ko WFIRST najde nekaj posebnega zanimanja, lahko JWST to opazuje z večjo infrardečo občutljivostjo. Ta vrsta prekrivanja je sestavni del misij in načrtov teleskopa. Na primer, prihajajoči observatorij Vera C. Rubin, ki bi moral prvo luč ugledati pozneje letos, bo pregledal nebo za prehodne predmete. Ko opazimo nekaj, kot je supernova, bodo drugi teleskopi imeli nalogo, da ga natančneje opazujejo.
Za zdaj se WFIRST financira šele septembra 2020. NASA sprejema administrativne ukrepe, ker želijo dokončati James Webb in ga začeti uporabljati. Obstajata dva velika in zapletena projekta hkrati - oba vesoljska teleskopa - zaplete oba projekta.
Okvirni datum predstavitve WFIRST-a je nekje v letu 2025. Načrtovano trajanje njegove misije je pet let.
VEČ:
- Sporočilo za javnost: NASA odobrila razvoj vesoljske misije za iskanje planetov
- NASA: Vesoljski infrardeči vesoljski teleskop
- Tehnični prispevek: Širokofrekvenčni infrardeči anketni teleskop: 100 Hubbles za leto 2020
- Space Magazine: WFIRST je dobil svoj koronagraf, da bi blokiral luč zvezd in razkril njihove planete
