ในไม่ช้านักดาราศาสตร์และนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จะมีอำนาจในการสังเกตมากกว่าที่พวกเขารู้ว่าจะต้องทำอะไร กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์จะไม่เพียงแค่วันเดียวบางครั้งในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าเราหวังว่าหากทุกอย่างเป็นไปด้วยดีและหาก coronavirus ไม่ล่าช้าอีกต่อไปให้เปิดและเริ่มดำเนินการ แต่กล้องโทรทรรศน์อวกาศนาซ่าอันทรงพลังอีกดวงหนึ่งที่ชื่อว่า WFIRST ได้ผ่านขั้นตอนสำคัญไปแล้วและอยู่ใกล้ความเป็นจริงเพียงก้าวเดียว
WFIRST ย่อมาจาก Wide Field Infrared Telescope มันจะมีเลนส์ 2.4 เมตรซึ่งมีขนาดเดียวกับเลนส์ของฮับเบิล แต่ WFIRST จะมีมุมมองที่กว้างกว่าที่ใหญ่กว่าฮับเบิลเป็น 100 เท่า มันจะมีเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์สองแบบ: Wide Field Instrument (WFI) และเครื่องดนตรีแบบ นอกจากนี้ยังติดตั้งกล้อง 300 ล้านพิกเซล
แม้ว่าคำว่าอินฟราเรดจะอยู่ในชื่อของกล้องโทรทรรศน์ แต่ก็จะสังเกตได้ด้วยแสงที่มองเห็นได้ การแถลงข่าวของ NASA กล่าวว่า WFIRST จะสามารถ“ ... ตรวจจับสัญญาณอินฟราเรดจาง ๆ จากทั่วทั้งจักรวาลในขณะเดียวกันก็สร้างภาพพาโนรามามหาศาลของจักรวาล…” มันมีกำหนดจะเปิดตัวในช่วงกลางปี 2020
หลังจากเพิ่งผ่านเหตุการณ์สำคัญไปเมื่อไม่นานมานี้องค์การนาซ่าได้มอบ WFIRST เพื่อก้าวไปข้างหน้าเพื่อเริ่มการพัฒนาและทดสอบฮาร์ดแวร์ การออกแบบของ WFIRST นั้นมีความทันสมัยอยู่แล้วและกล้องโทรทรรศน์อวกาศใช้เทคโนโลยีจำนวนมากที่พัฒนาแล้ว นั่นเป็นหนึ่งในเหตุผลที่โครงการมีต้นทุนการพัฒนาที่คาดการณ์ไว้เพียงประมาณ 3.2 พันล้านดอลลาร์ซึ่งต่ำกว่าป้ายราคาของ JWST ประมาณ 10 พันล้านดอลลาร์
การออกแบบของ WFIRST เรียกร้องให้มีเทคโนโลยีจำนวนมากที่ได้ลองแล้วและเป็นจริงโดยเฉพาะส่วนประกอบกล้องโทรทรรศน์คุณภาพฮับเบิล นาซ่ายังกล่าวด้วยว่าการออกแบบส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับบทเรียนที่ได้เรียนรู้จากเส้นทางที่ยากลำบากของเจมส์เว็บบ์ที่จะทำให้สำเร็จ
ขั้นตอนต่อไปสำหรับ WFIRST คือการจบการออกแบบภารกิจ นาซ่าจะสร้างหน่วยทดสอบและแบบจำลองทางวิศวกรรมเพื่อดูว่าการออกแบบจะทนต่อการเปิดตัวและการปฏิบัติการในอวกาศได้หรือไม่ หลังจากเปิดตัว WFIRST จะเข้าสู่วงโคจรรัศมีที่จุด Sun-Earth LaGrange 2 ซึ่งเหมือนกับ JWST
“ ด้วยการผสมผสานความกว้างและความลึกอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน WFIRST จะเปิดศักราชใหม่ในการดูจักรวาลของเรา”
จากวิดีโอของนาซา“ ภาพจำลองแสดงพลังของ WFIRST ของนาซ่า”
WFIRST มีวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจจริงๆ ในฐานะกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดมันเหมาะที่จะตอบคำถามที่มีขนาดใหญ่กว่าเกี่ยวกับจักรวาล หนึ่งในเป้าหมายคือการตอบคำถามบางข้อเกี่ยวกับพลังงานมืดพลังขับเคลื่อนการขยายตัวของจักรวาล นักดาราศาสตร์ต้องการทราบว่าพลังงานมืดมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาอย่างไรและอย่างไรและทำไมการขยายตัวของเอกภพจึงเร่ง
กล้องโทรทรรศน์จะทำงานกับดาวเคราะห์นอกระบบซึ่งเป็นหนึ่งในหัวข้อที่สำคัญที่สุดในทางดาราศาสตร์ เรายังไม่ทราบว่าระบบสุริยะทั่วไปของเราเป็นอย่างไรและการพิจารณาความเป็นอยู่ WFIRST จะช่วยนักดาราศาสตร์ตอบคำถามเหล่านั้น
มันจะใช้ประโยชน์จาก coronagraph เพื่อถ่ายภาพดาวเคราะห์นอกระบบขนาดใหญ่โดยตรง นอกจากนี้ยังใช้สเปกตรัมของดาวเคราะห์เหล่านั้นเพื่อกำหนดองค์ประกอบบรรยากาศของพวกเขาสิ่งที่จะช่วยให้เราตรวจสอบชีวประวัติ
หนึ่งในวัตถุประสงค์ที่น่าสนใจที่สุดของ WFIRST คือการสำรวจสำมะโนประชากรนอกระบบ นาซ่าวางแผนที่จะใช้ปรากฏการณ์ microlensing เพื่อการสำรวจสำมะโนประชากรของดาวเคราะห์นอกระบบในทางช้างเผือก Microlensing คือเมื่อดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็นนอกระบบสุริยะของเราเคลื่อนที่ต่อหน้าดาวฤกษ์พื้นหลังไกล แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ทำหน้าที่เป็นเลนส์ขยายแสงดาวและทำให้ดูสว่างขึ้น นาซ่าคาดว่า WFIRST จะค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบหลายพันดวงด้วยวิธีนี้โดยมีเอกสารบางอย่างที่แนะนำดาวเคราะห์นอกระบบ 70,000 ดวง
กล้องดูดาวจะตอบคำถามอื่น ๆ ตามที่พวกเขาต้องการ วิทยาศาสตร์อวกาศ - และกล้องโทรทรรศน์อวกาศ - เต็มไปด้วยความประหลาดใจดังนั้นอาจมีการค้นพบที่เราไม่สามารถคาดการณ์ล่วงหน้าได้และผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจบางอย่าง
WFIRST จะให้ภาพความละเอียดสูงเช่นเดียวกับฮับเบิล แต่มีมุมมองที่กว้างกว่ามาก สองสามเดือนที่ผ่านมา NASA เปิดตัววิดีโอที่แสดงพลังของ WFIRST ดังที่วิดีโอแสดงภาพฮับเบิลของกาแลคซีแอนโดรเมด้าต้องการภาพถ่ายมากกว่า 400 ภาพเพื่อรวบรวมและจัดทำเป็นภาพเดียว มันใช้เวลานานกว่า 4 ปีในการทำเช่นนั้น WFIRST อันทรงพลังจะสามารถสร้างโมเสกที่คล้ายกันซึ่งมีเพียงสองภาพเท่านั้น และใช้เวลาเพียง 90 นาทีในการจับภาพแต่ละภาพ
แม้ว่า WFIRST เป็นกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด แต่ก็แตกต่างจาก JWST ซึ่งเป็นขอบเขตอินฟราเรดในหลายวิธี ในขณะที่ WFIRST จะให้มุมมองแบบพาโนรามาของเอกภพ JWST นั้นไวต่อแสงอินฟราเรดมากกว่า ความไวของ JWST มาที่ราคา มันต้องมีความเย็นจัดมากเพื่อทำการสังเกตการณ์เหล่านั้นและกล้องโทรทรรศน์ก็มีอุปกรณ์บังแดดที่ซับซ้อนและสำคัญเพื่อทำให้มันเย็น โล่ดวงอาทิตย์นั้นจะต้องถูกพับและบรรจุลงในจรวดเพื่อปล่อยและนำไปใช้ก่อน JWST จะเริ่มดำเนินการ
WFIRST เป็นกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด แต่ไม่ต้องการอุณหภูมิในการทำงานต่ำ มันยังต้องการระบบระบายความร้อน แต่ก็ไม่ได้เป็นโล่ป้องกันแสงแดดที่ซับซ้อนและเทอะทะ อุณหภูมิในการทำงานของ JWST คือ 50 Kelvin (-223 ° C หรือ -370 ° F) อุณหภูมิในการทำงานของ WFIRST ยังไม่สิ้นสุด แต่เอกสารการออกแบบของ NASA กล่าวว่ามีค่าประมาณ 200 เคลวิน (-73 C หรือ -100 F)
ทั้ง JWST และ WFIRST เป็นขอบเขตอินฟราเรดและภารกิจของพวกเขาอาจทับซ้อนกันในบางวิธี เมื่อ WFIRST พบสิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษ JWST สามารถสังเกตได้ด้วยความไวแสงอินฟราเรดที่มากกว่า การทับซ้อนประเภทนี้เป็นหน่วยการสร้างของภารกิจและการออกแบบกล้องโทรทรรศน์ ตัวอย่างเช่นหอสังเกตการณ์ Vera C. Rubin ที่กำลังจะมาถึงซึ่งจะเห็นแสงแรกในปีนี้จะสำรวจท้องฟ้าสำหรับวัตถุชั่วคราว เมื่อสิ่งที่เห็นเป็นซูเปอร์โนวาถูกมองเห็นกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ จะถูกมอบหมายให้คอยสังเกตการณ์อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น
สำหรับตอนนี้ WFIRST ได้รับเงินทุนจนถึงเดือนกันยายน 2563 เท่านั้นองค์การนาซ่ากำลังดำเนินการป้องกันไว้ก่อนเพราะพวกเขาต้องการเสร็จสิ้นเจมส์เวบบ์และปฏิบัติการให้สำเร็จ การมีสองโครงการขนาดใหญ่และซับซ้อนอย่างต่อเนื่องในเวลาเดียวกันทั้งกล้องโทรทรรศน์อวกาศทำให้โครงการทั้งสองซับซ้อน
วันเปิดตัวของ WFIRST ไม่แน่นอนในช่วงปี 2568 ระยะเวลาของภารกิจตามแผนคือห้าปี
มากกว่า:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: องค์การนาซ่าอนุมัติการพัฒนาภารกิจการค้นหาดาวเคราะห์และการค้นพบดาวเคราะห์
- NASA: กล้องโทรทรรศน์อวกาศอินฟราเรด Wide Field
- เอกสารทางเทคนิค: กล้องโทรทรรศน์สำรวจกว้าง - อินฟราเรด: 100 ฟองอากาศสำหรับปี 2020
- นิตยสาร Space: WFIRST ได้รับ Coronagraph เพื่อป้องกันแสงของดวงดาวและเปิดเผยดาวเคราะห์ของพวกเขา
