ทีมที่นำโดยนาซ่ากำลังศึกษาการสร้างทางรถไฟในอวกาศสำหรับกล้องโทรทรรศน์คู่หนึ่งที่จะให้มุมมองของดาวเคราะห์ดวงดาวและการก่อตัวกาแลคซีในรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อน ภารกิจกล้องโทรทรรศน์อวกาศอินเฟอโรเมตริก (SPIRIT) ที่เสนอจะตรวจสอบเคมีในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ยักษ์รอบดาวฤกษ์อื่นด้วย
SPIRIT ประกอบด้วยกล้องสองตัวที่ปลายอีกด้านของลำแสง 120 ฟุต (40 เมตร) กล้องโทรทรรศน์จะเคลื่อนที่ไปตามลำแสงเหมือนรถยนต์บนทางรถไฟรวมภาพของพวกเขาโดยใช้เทคนิคการแทรกสอดเพื่อให้ได้พลังการแก้ไขของกล้องโทรทรรศน์ยักษ์ตัวเดียวที่มีความยาว 120 ฟุต
ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่ากรีนเบลต์ Md. จะเป็นผู้นำทีมงานของ NASA / มหาวิทยาลัย / อุตสาหกรรมเพื่อพัฒนาการออกแบบเบื้องต้นสำหรับ SPIRIT ทีมจะประเมินแนวคิดภารกิจต่าง ๆ สร้างแผนงานของการพัฒนาเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับภารกิจและสร้างการประเมินต้นทุนอิสระ
การศึกษาดังกล่าวได้รับมอบหมายในเดือนกรกฎาคม 2547 โดยสำนักงานใหญ่องค์การนาซ่าวอชิงตัน ดี.ซี. ซึ่งเป็นหนึ่งในข้อเสนอเก้าข้อที่จะช่วยวางแผนกลยุทธ์สำหรับชุดรูปแบบการวิจัยวิทยาศาสตร์อวกาศของนาซา โครงการ Origins ของนาซาพยายามที่จะตอบคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับจักรวาลเช่นที่เรามาจากและไม่ว่าเราจะอยู่คนเดียวหรือไม่ ทีมจะรายงานถึงคณะกรรมการแผนงานของ Origins ในช่วงต้นเดือนมกราคม 2548 และรายงานฉบับสุดท้ายจะครบกำหนดในอีกสามเดือนต่อมา
“ ฉันยินดีที่ SPIRIT ได้รับเลือกให้เข้าศึกษา” ดร. เดวิดไลซาวิทซ์จากนาซ่าก็อดดาร์ดผู้วิจัยหลักสำหรับภารกิจที่เสนอ “ เราจะให้โอกาสแก่นาซ่าในการสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่จะทำให้ตาพร่าโลกด้วยภาพอินฟราเรดที่คมชัดและชัดเจนของจักรวาล”
“ ภาพเหล่านี้จะช่วยเราตอบคำถามที่ลึกซึ้งมาก เรามีชีวิตอยู่อย่างไร critters หมุนขึ้นบนดาวเคราะห์หินที่อาบด้วยแสงจากดวงอาทิตย์หนึ่งในแสนดวงดาวของดาราจักรหนึ่งแสนล้านของกาแลคซีทางช้างเผือกรูปเกลียวทางช้างเผือก? บางทียิ่งยั่วยุมากขึ้นเราควรคาดหวังสิ่งที่ไม่คาดคิดเนื่องจากเป็นสิ่งที่เราพบเมื่อใดก็ตามที่มีการดำเนินการขั้นตอนใหญ่เพื่อปรับปรุงเครื่องมือของชุมชนวิทยาศาสตร์ SPIRIT จะใช้เทคนิคที่เป็นหัวหอกในศตวรรษที่ผ่านมาโดยโนเบลผู้สมควรได้รับรางวัลอัลเบิร์ตมิเชลสันดังนั้นเราจึงรู้ว่ามันสามารถทำได้และฉันคิดว่ามันเป็นการจับคู่ที่ยอดเยี่ยม
SPIRIT จะตรวจสอบเอกภพในช่วงความยาวคลื่นแสงอินฟราเรดไกลและมิลลิเมตร แสงนี้ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ แต่แสงอินฟราเรดบางประเภทมองว่าเป็นความร้อน
กระบวนการที่สร้างดาวเคราะห์ดวงดาวและกาแลกซี่นั้นมองเห็นได้ง่ายที่สุดในแสงประเภทนี้ ตัวอย่างเช่นดาวเกิดขึ้นเมื่อเมฆระหว่างดวงดาวขนาดใหญ่ยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเอง การยุบตัวทำให้เกิดความร้อนทำให้บริเวณที่เป็นศูนย์กลางก่อตัวดาวฤกษ์ของเมฆเรืองแสงในอินฟราเรด ดาวฤกษ์เกิดใหม่มักถูกล้อมรอบด้วยดิสก์ฝุ่นและก๊าซซึ่งยุบตัวด้วยแรงโน้มถ่วงของมันเองเพื่อก่อตัวดาวเคราะห์ ในขณะที่ดาวเคราะห์มีขนาดเล็กเกินไปที่จะมองเห็นโดยตรงแรงโน้มถ่วงของมันจะรบกวนฝุ่นบนดิสก์ก่อตัวเป็นระลอกคลื่นและก้อน ฝุ่นจากดวงดาวกลางดวงอาทิตย์ส่องแสงอินฟราเรดเผยให้เห็นโครงสร้างที่เป็นฝุ่นของ SPIRIT และเปิดเผยตำแหน่งและขนาดของดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้
การมองไกลออกไปในอวกาศนั้นเทียบเท่ากับการมองย้อนเวลาเพราะความเร็วของแสงมีขอบเขต จำกัด และมันต้องใช้แสงเป็นระยะเวลานานในการสำรวจระยะทางของจักรวาลอันยิ่งใหญ่ เราเห็นกาแลคซีขนาดใหญ่ที่ใกล้ที่สุด (Andromeda) เมื่อมันปรากฏขึ้นเมื่อประมาณสองล้านปีก่อนเพราะมันใช้เวลานานเท่าใดที่แสงจะมาถึงเรา เรามองย้อนกลับไปหลายพันล้านปีโดยมองไปที่ขีด จำกัด ของเอกภพที่สังเกตได้และสามารถมองเห็นกาแลคซีเมื่อมันวิวัฒนาการ อย่างไรก็ตามเนื่องจากเอกภพกำลังขยายตัวแสงที่เปล่งออกมาจากกาแลคซีระยะไกลได้ถูกยืดออกโดยการขยายตัวของอวกาศไปเป็นความยาวคลื่นอินฟราเรดและ sub-millimeter ดังนั้นเราต้องการกล้องโทรทรรศน์ที่มีความไวสูงต่อแสงประเภทนี้เพื่อสังเกตการก่อตัวกาแลคซีไกลโพ้น
วัตถุเหล่านี้จำนวนมากปรากฏว่าเล็กเกินไปหรือส่องแสงในระยะไกลอย่างแผ่วเบาเกินไปสำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่เพื่อสังเกตอย่างละเอียด เพื่อให้การสังเกตการณ์มีความทะเยอทะยานสำเร็จ SPIRIT จะมีความละเอียดเชิงมุม 100 เท่า (ความสามารถในการดูรายละเอียดที่ดี) กว่ากล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดที่มีอยู่พร้อมกับการปรับปรุงความไวในการจับคู่
ความท้าทายทางเทคนิคที่จะเอาชนะรวมถึงการทำให้กล้องโทรทรรศน์ดูเย็นมาก (ประมาณ 4 องศาเคลวินหรือลบ 452 องศาฟาเรนไฮต์) ดังนั้นความร้อนของพวกเขาเองจึงไม่บดบังแสงอินฟราเรดจาง ๆ ที่พวกเขาพยายามรวบรวม เครื่องตรวจจับยังต้องมีความไวมากขึ้นและพิกเซลมากขึ้น ทีมงานก็อดดาร์ด / อุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับความท้าทาย:“ วิศวกรของเราชอบทำงานในโครงการนี้ มีห้องมากมายสำหรับความคิดสร้างสรรค์และทุกคนเข้าใจว่านี่เป็นโอกาสที่จะก้าวไปข้างหน้าอย่างมีวิทยาศาสตร์ในขณะที่เป็นแรงบันดาลใจให้นักสำรวจรุ่นต่อไป” Leisawitz กล่าว
หากได้รับอนุมัติวิญญาณจะพร้อมเปิดตัวในปี 2557 บนจรวดขนาดใหญ่ที่มีค่าใช้จ่าย SPIRIT จะเดินทางไปยังจุดตรวจจับ L2 หนึ่งล้านไมล์จากโลกซึ่งจะเปิดลำแสงอัตโนมัติและปรับใช้กล้องโทรทรรศน์ ทีมที่นำโดย Goddard รวมถึงผู้ทำงานร่วมกันจาก Caltech, Cornell, ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียน, มหาวิทยาลัยแมริแลนด์, สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์, ห้องปฏิบัติการวิจัยทางเรือ, Princeton, มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย, Los Angeles, มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน และห้องทดลอง Jet Propulsion ของนาซ่าและศูนย์การบินอวกาศมาร์แชล ทีมอุตสาหกรรมประกอบด้วย Ball Aerospace, Boeing, Lockheed-Martin และ Northrop-Grumman
แหล่งที่มาดั้งเดิม: NASA News Release
