Twee technologieën die van onschatbare waarde kunnen zijn voor het zoeken naar leven

Anonim

Twee technologieën die van onschatbare waarde kunnen zijn voor het zoeken naar leven

Ruimte

Anthony Wood

5 mei 2016

3 afbeeldingen

Artist's impression of starshade unfirling (Credit: NASA)

NASA en haar partners zijn bezig met de ontwikkeling van twee hypermoderne technologieën met het potentieel om de jacht op buitenaards leven op verre aardachtige planeten aanzienlijk te versnellen. De ambitieuze ontwerpen die momenteel worden ontwikkeld, kunnen astronomen in staat stellen de hevige stoornis te doorbreken die wordt veroorzaakt door de ouderster van een exoplaneet, waardoor ze de verre werelden direct kunnen belichten en gedetailleerde waarnemingen kunnen doen.

De ontdekking van nieuwe en exotische exoplaneten begon op dit moment bijna routine te worden, grotendeels dankzij de inspanningen van NASA Kepler Space Telescope, die verantwoordelijk was voor de ontdekking van meer dan 1000 buitenaardse wezens.

Echter, dankzij de legitieme obsessie van de mensheid met de ontdekking van een buitenaardse beschaving, is het nieuws dat astronomen een wereld hebben ontdekt die in een bewoonbare zone van een ster ronddraait nog steeds een reden tot opwinding. Deze bewoonbare of "goudlokaal " zone is in wezen een gebied van ruimte rond een ster waarin een in een baan omringende rotsachtige planeet wordt onderworpen aan temperaturen die bevorderlijk zijn voor de aanwezigheid van vloeibaar water en dus leven.

Artist's impressie van de Kepler Space Telescope in een baan om de aarde (Credit: NASA / Wendy Stenzel)

Het probleem met het detecteren en karakteriseren van deze werelden is dat in de meeste gevallen een ster van een exoplaneet vele miljarden keren helderder schijnt dan het lichaam van de satelliet, waardoor astronomen niet in staat zijn om de planeet direct af te beelden. Zelfs wanneer de wereld kan worden waargenomen, maakt interferentie van de nabije ster het voor gevoelige instrumenten bekend als spectrografen moeilijk om de eigenschappen van de atmosfeer van de planeet te bepalen.

Deze instrumenten zijn in staat licht af te breken in de samenstellende golflengten en de aanwezigheid van leven bloot te leggen door de detectie van zuurstof, ozon, water en methaan, wat zou kunnen dienen als bewijs voor bossen en levende wezens die op het aardoppervlak wonen. .

NASA en haar partners werken actief aan twee verschillende methoden voor de onderdrukking van sterren. De eerste en misschien wel ambitieuzer van de twee ondernemingen is imaginatief aangewezen als de starshade, te zien in de volgende video.

Op dit moment voorzien ingenieurs en wetenschappers die werken aan het project in het Jet Propulsion Laboratory van NASA, voor een uitgestrekt, 40 m breed zonnebloemachtig lichtschild met een massief centrum dat is bekleed met bloembladenachtige uitsteeksels.

"De vorm van de bloembladen, van veraf gezien, zorgt voor een zachtere rand die minder buiging van lichtgolven veroorzaakt", zegt JPL's hoofdingenieur in het project starshade Dr. Stuart Shaklan. "Minder licht buigen betekent dat de schaduw van de sterrenhemel erg donker is, zodat de telescoop afbeeldingen van de planeten kan maken zonder overweldigd te worden door sterrenlicht. "

Om de starshade met succes te gebruiken, moeten een aantal krachtige technologische uitdagingen worden overwonnen. Net als de langverwachte James Webb Space Telescope, zou de enorme parasol veel te groot zijn om te lanceren in zijn volledig ingezette staat.

In plaats daarvan zou het petaled lichtscherm opgetild opgevouwen worden in een cilindrische vorm, ontworpen om nauwsluitend in de kuip van zijn lanceervoertuig te passen. De beschermende schaduw kan alleen in een baan om de aarde worden gebracht, of in combinatie met een ruimtetelescoop. Het mooie van het concept is dat de starshade de voortstuwing aan boord zou kunnen gebruiken om zichzelf te herpositioneren, zodat het compatibel is met elke telescoop in de baan op dat moment.

Een afbeelding van de vacuümkamer bij MIT waar het team nieuwe coronagraph-technologie test (Credit: NASA / JPL-Caltech)

Om levensvatbaar te zijn, zullen NASA-ingenieurs een methode moeten bedenken om het lichtscherm precies in de ruimte tussen de doelster en de telescoop te houden, gebruikmakend van het platform.

De tweede technologie die in ontwikkeling is, zijn geavanceerde coronagraphs. De toepassing van deze techniek vereist niet dat de complexe tandemacties van twee ruimtetuigen perfect samenwerken. In plaats daarvan zou het licht van een verre ster worden weggenomen door een mechanisme dat is ondergebracht in een next-gen orbitale telescoop.

Een basis coronagraph plaatst een obstructie bekend als een "masker " in het pad van een lichtstraal verzameld door een telescoop van een verre ster. Terwijl het licht door de telescoop passeert, verwijdert het masker een deel van de schittering van het gerichte sterlichaam, waardoor planeten in een baan om zich heen kunnen.

Het licht dat door de planeten wordt gereflecteerd, wordt door de sensoren van de telescoop in een kleine hoek ontvangen, omdat ze zich niet in exact dezelfde positie bevinden als de ster. Deze vervormingen, evenals andere gecreëerd door minuscule trillingen in de telescoop, zouden theoretisch kunnen worden verklaard met het gebruik van een vervormbare spiegel, die de vorm zou kunnen veranderen door het gebruik van honderden kleine zuigers die aan de onderkant zijn gelaagd.

Een aantal coronagraphs worden ontworpen voor implementatie in toekomstige NASA-inspanningen. Eén van deze missies, bekend als de Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), ziet twee afzonderlijke coronagraphs, bekend als de "hybrid Lyot ", en de "shaped pupil ", geïnstalleerd aan boord van een orbitale telescoop in de occulating Masker Coronagraph-instrument.

Mocht een van deze ambitieuze technologieën werkelijkheid worden, dan zou het vermogen om het licht van een ouderster te blokkeren, terwijl het dat van het exoplaneet in een baan om de aarde behouden blijft, ongetwijfeld leiden tot belangrijke doorbraken in de zoektocht naar leven buiten ons zonnestelsel.

Bron: NASA

Artist's impression of starshade unfirling (Credit: NASA)

Een afbeelding van de vacuümkamer bij MIT waar het team nieuwe coronagraph-technologie test (Credit: NASA / JPL-Caltech)

Artist's impressie van de Kepler Space Telescope in een baan om de aarde (Credit: NASA / Wendy Stenzel)