เพื่อช่วยในความพยายามในอนาคตในการค้นหาและศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบวิศวกรที่มีห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของนาซ่า - ร่วมกับโครงการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ (ExEP) ซึ่งทำงานเพื่อสร้าง Starshade ยานอวกาศที่ปฏิวัตินี้จะช่วยกล้องโทรทรรศน์รุ่นต่อไปโดยปิดกั้นแสงที่คลุมเครือที่มาจากดาวฤกษ์ห่างไกลเพื่อให้ดาวเคราะห์นอกระบบสามารถถ่ายภาพได้โดยตรง
แม้ว่านี่อาจฟังดูตรงไปตรงมา แต่ Starshade ก็จำเป็นต้องมีส่วนร่วมในการก่อตัวที่รุนแรงเพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ นั่นคือบทสรุปของการเข้าถึงโดยทีมพัฒนาเทคโนโลยี Starshade (aka. S5) Milestone 4 รายงาน - ซึ่งมีอยู่ในเว็บไซต์ ExEP ตามที่ระบุในรายงาน Starshade จะต้องสอดคล้องกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศอย่างสมบูรณ์แม้ในระยะทางไกล
ในขณะที่ดาวเคราะห์นอกระบบกว่าสี่พันถูกค้นพบจนถึงปัจจุบันโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจาก Starshade แต่ส่วนใหญ่ของพวกเขาถูกค้นพบโดยใช้วิธีการทางอ้อม วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดนั้นเกี่ยวข้องกับการเฝ้าสังเกตดาวที่อยู่ห่างไกลเพื่อหาระยะแสงที่ลดลงซึ่งบ่งบอกถึงเส้นทางของดาวเคราะห์ (วิธีการเปลี่ยนผ่าน) และการวัดการเคลื่อนที่ของดาวไปมาเพื่อกำหนดว่ามีระบบดาวเคราะห์ (Radial Velocity Method)
ในขณะที่มีประสิทธิภาพในการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบและการได้รับการประมาณขนาดมวลและเวลาการโคจรที่แม่นยำแม่นยำวิธีการเหล่านี้ไม่ได้มีประสิทธิภาพมากนักเมื่อมาถึงการพิจารณาว่าเงื่อนไขเป็นอย่างไรบนพื้นผิว ในการทำเช่นนี้นักวิทยาศาสตร์จะต้องสามารถรับข้อมูลทางสเปกโตรกราฟบนชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการพิจารณาว่าพวกเขาสามารถอยู่อาศัยได้จริงหรือไม่
วิธีเดียวที่เชื่อถือได้ในการทำเช่นนี้กับดาวเคราะห์หินขนาดเล็ก (aka“ คล้ายโลก”) คือการถ่ายภาพโดยตรง แต่เนื่องจากดาวฤกษ์สามารถสว่างกว่าแสงหลายพันล้านเท่าที่สะท้อนจากชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นี่จึงเป็นกระบวนการที่ยากอย่างเหลือเชื่อในการดำเนินการ เข้าสู่ Starshade ซึ่งจะป้องกันแสงจ้าของดวงดาวโดยใช้ร่มเงาที่จะคลี่ออกจากยานอวกาศเช่นกลีบดอกไม้
สิ่งนี้จะปรับปรุงอัตราต่อรองของกล้องโทรทรรศน์อวกาศอย่างมากซึ่งจะตรวจจับดาวเคราะห์ใด ๆ ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ อย่างไรก็ตามเพื่อให้วิธีการนี้ทำงานได้ยานอวกาศทั้งสองจะต้องอยู่ในแนวเดียวกันภายในระยะ 1 เมตร (3 ฟุต) แม้ว่าพวกเขาจะบินได้ไกลถึง 40,000 กม. (24,850 ไมล์) หากพวกเขา
ดังที่ Michael Bottom วิศวกรของ JPL อธิบายไว้ในข่าวประชาสัมพันธ์ล่าสุดของ NASA:
“ ระยะทางที่เรากำลังพูดถึงสำหรับเทคโนโลยีแสงดาวนั้นเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการ หากแสงดาวฤกษ์ถูกลดขนาดให้เป็นขนาดของรถไฟเหาะเครื่องดื่มกล้องโทรทรรศน์จะเป็นขนาดของยางลบดินสอและพวกมันจะถูกแยกห่างกันประมาณ 60 ไมล์ [100 กิโลเมตร] ทีนี้ลองนึกภาพวัตถุสองชิ้นนั้นลอยอยู่ในอวกาศ พวกเขาทั้งคู่ประสบกับแรงดึงและแรงผลักดันเล็ก ๆ น้อย ๆ เหล่านี้จากแรงโน้มถ่วงและแรงอื่น ๆ และในระยะทางนั้นเราพยายามทำให้ทั้งคู่อยู่ในแนวเดียวกันภายในระยะ 2 มิลลิเมตร
รายงาน S5 Milestone 4 ดูที่ช่วงแยกตั้งแต่ 20,000 ถึง 40,000 กม. (12,500 ถึง 25,000 ไมล์) และเงาที่วัดเส้นผ่านศูนย์กลาง 26 เมตร (85 ฟุต) ภายในพารามิเตอร์เหล่านี้ยานอวกาศ Starshade จะสามารถทำงานกับภารกิจเช่นกล้องโทรทรรศน์สำรวจสนามกว้างของนาซ่า (WFIRST) ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่มีกระจกหลักซึ่งวัดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 ม. (~ 16.5 ฟุต) ซึ่งจะเปิดตัวตอนกลาง -2020s
หลังจากพิจารณาการจัดแนวที่จำเป็นระหว่างยานอวกาศทั้งสองแล้ว Bottom และทีมของเขายังได้พัฒนาวิธีการใหม่สำหรับกล้องโทรทรรศน์อย่าง WFIRST เพื่อพิจารณาว่า Starshade กำลังจะหลุดออกจากการจัดเรียงหรือไม่ สิ่งนี้ประกอบไปด้วยการสร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่สามารถจดจำได้เมื่อรูปแบบของแสงและความมืดอยู่กึ่งกลางของกล้องโทรทรรศน์และเมื่อพวกมันเบี่ยงเบนไปจากกึ่งกลาง
ด้านล่างพบว่าเทคนิคนี้มีประสิทธิภาพมากในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในตำแหน่งของ Starshade แม้ในระยะทางไกลสุดที่เกี่ยวข้อง เพื่อให้แน่ใจว่ามันจะปรับตัวเองเพื่อนร่วมงานวิศวกร JPL Thibault Flinois และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาชุดของอัลกอริทึมที่อาศัยข้อมูลที่จัดทำโดยโปรแกรมของ Bottom เพื่อกำหนดเวลาที่ thrusters ของ Starshade ควรยิงเพื่อให้อยู่ในแนวเดียวกัน
เมื่อรวมกับการทำงานของ Bottom รายงานนี้แสดงให้เห็นว่าการรักษายานอวกาศสองตัวให้อยู่ในแนวเดียวกันนั้นทำได้โดยใช้เซ็นเซอร์อัตโนมัติและการควบคุมทรัสเตอร์แม้ว่าจะมีการใช้ดาวฤกษ์และกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และวางตำแหน่งที่ 74,000 กม. (46,000 ไมล์) ในขณะที่การปฏิวัติเท่าที่ระบบอิสระมีความกังวลข้อเสนอนี้สร้างตามประเพณีอันยาวนานสำหรับนักวิทยาศาสตร์ของนาซ่า
ในฐานะ Phil Willems ผู้จัดการของกิจกรรมการพัฒนาเทคโนโลยี Starshade ของนาซ่าอธิบาย:
“ สิ่งนี้สำหรับฉันเป็นตัวอย่างที่ดีว่าเทคโนโลยีอวกาศมีความพิเศษมากเพียงใดโดยการสร้างความสำเร็จก่อนหน้านี้ เราใช้ขบวนบินในอวกาศทุกครั้งที่มีท่าเทียบเรือแคปซูลที่สถานีอวกาศนานาชาติ แต่ไมเคิลและธีโบลท์ได้ไปไกลกว่านั้นและแสดงวิธีการรักษารูปแบบให้มีขนาดใหญ่กว่าตัวโลกเอง”
โดยการยืนยันว่า NASA สามารถตอบสนองความต้องการ "การตรวจจับและควบคุมการก่อตัว" ที่เข้มงวดเหล่านี้วิศวกร Thibault Flinois จากล่างและเพื่อนได้กล่าวถึงหนึ่งในสามช่องว่างของเทคโนโลยีที่ต้องเผชิญกับภารกิจของ Starshade - โดยเฉพาะระยะทางที่เกี่ยวข้อง ตัวเองและกระจกหลักของกล้องโทรทรรศน์
ในฐานะหนึ่งในกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อไปของนาซ่าที่กำลังจะเกิดขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า WFIRST จะเป็นภารกิจแรกในการใช้เทคโนโลยีบล็อกแสงแบบอื่น เครื่องมือนี้จะถูกรวมเข้ากับกล้องโทรทรรศน์และอนุญาตให้จับภาพดาวเนปจูนไปยังดาวเคราะห์นอกระบบขนาดใหญ่ของดาวพฤหัสบดีได้โดยตรง
ในขณะที่โครงการ Starshade ยังไม่ได้รับการอนุมัติสำหรับเที่ยวบินอาจมีใครสามารถส่งไปทำงานกับ WFIRST ในช่วงปลายปี 2020 การตอบสนองความต้องการการบินก่อตัวเป็นเพียงขั้นตอนเดียวในการแสดงให้เห็นว่าโครงการเป็นไปได้ อย่าลืมดูวิดีโอสุดเจ๋งนี้ที่อธิบายว่าภารกิจของ Starshade จะทำงานได้อย่างไรด้วยความอนุเคราะห์จาก NASA JPL:
