Nasa ima v mislih nekaj precej naprednih konceptov, ko gre za naslednje generacije vesoljskih teleskopov. Ti vključujejo Prehodni satelit za anketo Exoplanet (TESS), ki je pred kratkim zašel v vesolje, pa tudi James Webb vesoljski teleskop (JWST) (predvidoma začetek leta 2020) in Teleskop za široko polje (WFIRST), ki se še razvija.
Poleg tega je NASA v okviru svoje desetletne raziskave o astrofiziki leta 2020 opredelila tudi več obetavnih predlogov. Morda pa je najbolj ambiciozen koncept, ki zahteva vesoljski teleskop, sestavljen iz modulov, ki bi se sestavljali sami. Ta koncept je bil pred kratkim izbran za razvoj prve faze kot del programa NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) za leto 2018.
Skupino, ki stoji za tem konceptom, vodi Dmitri Savranski, docent za strojništvo in vesoljsko tehniko na univerzi Cornell. Skupaj s 15 kolegi iz ZDA je Savransky izdelal koncept modularnega vesoljskega teleskopa približno 30 metrov s prilagodljivo optiko. Pravi brkljaj pa je dejstvo, da bi ga sestavljali roj modulov, ki bi se sestavljali samostojno.
Profesor Savranski dobro pozna vesoljske teleskope in lov na eksoplanete, saj je pomagal pri integraciji in testiranju Gemini Planet Imagerja - instrumenta na južnem teleskopu Gemini v Čilu. Sodeloval je tudi pri načrtovanju raziskave eksoplanetov Gemini Planet Imager, ki je leta 2015 odkrila planet, podoben Jupiterju, ki kroži okoli 51 Eridanija (51 Eridani b).
Toda v prihodnost profesor Savranski meni, da je samo-sestavljanje pot, da se ustvari super teleskop. Kot je skupaj s svojo ekipo opisal teleskop v svojem predlogu:
"Celotna zgradba teleskopa, vključno s primarnim in sekundarnim ogledalom, sekundarno podporno konstrukcijo in ravninskim zaščitnim zaslonom, bo zgrajena iz enega samega, serijsko izdelanega modula vesoljskega plovila. Vsak modul bo sestavljen iz šesterokotne vesoljske plovila premera 1 m, na vrhu pa je aktivni sestav zrcala od roba do roba. "
Ti moduli bi se zagnali neodvisno in se nato pomikali do točke L2 Sonce-Zemlja z uporabo pomičnih sončnih jader. Ta jadra bodo potem postala senzorji ravninskega teleskopa, ko se moduli združijo in sestavijo sami, brez potrebe po človeški ali robotski pomoči. Čeprav se to morda sliši zelo napredno, vsekakor ustreza temu, kar išče NIAC.
"To je tisto, kar je program NIAC," je dejal doktor Savranski v nedavnem intervjuju za Cornellovo kroniko. "Naštete te nekoliko noro zveneče ideje, vendar jih poskusite podpreti z nekaj začetnimi izračuni, nato pa je to devetmesečni projekt, kjer poskušate odgovoriti na vprašanja izvedljivosti."
Kot del nagrade NAIC za prvo fazo leta 2018, ki je bila razglašena 30. marca, je bilo ekipi v devetmesečnem obdobju dodeljenih 125.000 dolarjev za izvajanje teh študij. Če bodo uspešni, se bo ekipa lahko prijavila za nagrado faze II. Kot je nakazal Mason Peck, izredni profesor za strojništvo in vesoljsko inženirstvo pri Cornellu in nekdanji glavni tehnološki direktor pri Nasi, je Savranski s svojim predlogom NIAC na pravi poti:
"Ko se avtonomna vesoljska plovila vse pogosteje razvijajo in ko še naprej izboljšujemo, kako gradimo zelo majhna vesoljska plovila, je veliko smisla postaviti vprašanje Savranskega: Ali je mogoče zgraditi vesoljski teleskop, ki lahko vidi dlje in bolje, samo z uporabo poceni majhne komponente, ki se samostojno sestavijo v orbito? "
Ciljna misija tega koncepta je Veliki ultravijolični / optični / infrardeči geodet (LUVOIR), predlog, ki se trenutno preučuje v okviru Nasine desetletne raziskave 2020. Kot eden od dveh konceptov, ki ga raziskuje Nasin vesoljski letalski center Goddard, ta misija zahteva vesoljski teleskop z masivnim segmentnim primarnim zrcalom, ki meri v premeru približno 15 metrov.
Podobno kot JWST bi tudi ogledalo LUVOIR sestavljalo nastavljive segmente, ki bi se razvili, ko bi se razporedil v vesolje. Pogon in motorji bi aktivno prilagajali in poravnali te segmente, da bi dosegli popolno ostrenje in zajemanje svetlobe iz šibkih in oddaljenih predmetov. Glavni cilj te misije bi bil odkriti nove eksoplanete in analizirati svetlobo že odkritih, da bi ocenili njihovo ozračje.
Kot sta Savranski in njegovi sodelavci navedla v svojem predlogu, je njihov koncept neposredno v skladu s prednostnimi nalogami NASA-ino tehnoloških načrtov na področju znanstvenih instrumentov, opazovalnic in senzorskih sistemov ter robotike in avtonomnih sistemov. Navajajo tudi, da je arhitektura verodostojno sredstvo za izgradnjo velikanskega vesoljskega teleskopa, kar ne bi bilo mogoče za prejšnje generacije teleskopov, kot so Hubble in JWST.
"James Webb bo največji astrofizični observatorij, ki smo ga kdajkoli spravili v vesolje, in neverjetno težko je," je dejal. "Če se torej dvignete v merilu na 10 metrov ali 12 metrov ali morda celo na 30 metrov, se zdi skoraj nemogoče zamisliti, kako bi te teleskope gradili tako, kot smo jih mi gradili."
Ko je prejel nagrado faze I, načrtuje izvedbo podrobnih simulacij, kako bi moduli leteli skozi vesolje in se med seboj srečali, da bi ugotovili, kako velika so sončna jadra. Načrtujejo tudi analizo sklopa zrcal, da bi preverili, ali lahko moduli enkrat sestavijo želeno površinsko figuro.
Kot je poudaril Peck, bi bil predlog dr. Savranskega lahko uspešen, če bi bil uspešen:
"Če profesor Savranski dokaže izvedljivost izdelave velikega vesoljskega teleskopa iz drobnih kosov, bo spremenil način raziskovanja vesolja. Bomo si lahko privoščili, da bomo videli dlje in bolje kot kdajkoli prej - morda celo na površju zunajtelesnega planeta. "
5. in 6. junija bo NASA izvedla tudi orientacijsko srečanje NIAC v Washingtonu D.C., kjer se bodo vsi zmagovalci prve faze lahko srečali in razpravljali o svojih idejah. Drugi predlogi, ki so prejeli nagrado Phase I, so roboti za premikanje oblike za raziskovanje Titana, lahki letalski senzorji za raziskovanje atmosfere Venere, roboti rojev s plapolami za raziskovanje Marsa, nova oblika poganjanja žarka za medzvezdne misije (podobno kot Breakthrough Starshot) , ročni parni pogon za oceanske svetove in samoponovljivi habitat, narejen iz gliv.
Več o teh konceptih in tistih, ki so prejeli nagrado II. Faze, si lahko preberete tukaj.
