NASA มีแนวคิดขั้นสูงที่น่าสนใจเมื่อนึกถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อไป เหล่านี้รวมถึง Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) ซึ่งเมื่อไม่นานมานี้ได้ใช้พื้นที่เช่นเดียวกับ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) (มีกำหนดจะเปิดตัวในปี 2020) และ กล้องโทรทรรศน์สำรวจสนามไวด์ฟิลด์ (WFIRST) ซึ่งยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา
นอกเหนือจากนี้แล้วองค์การนาซ่ายังได้ระบุข้อเสนอที่น่าสนใจหลายโครงการซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการสำรวจ Decadal สำหรับดาราศาสตร์ในปี 2020 แต่บางทีแนวคิดที่ทะเยอทะยานที่สุดก็คือแนวคิดที่เรียกกล้องโทรทรรศน์อวกาศซึ่งประกอบด้วยโมดูลที่จะรวมตัวกัน แนวคิดนี้เพิ่งถูกเลือกสำหรับการพัฒนาระยะที่ 1 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการแนวคิดขั้นสูง (NIAC) ของนาซาในปี 2018
ทีมที่อยู่เบื้องหลังแนวคิดนี้นำโดย Dmitri Savransky ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศที่มหาวิทยาลัย Cornell นอกเหนือจากเพื่อนร่วมงาน 15 คนจากทั่วสหรัฐอเมริกาแล้ว Savransky ยังได้ผลิตแนวคิดสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศจำเพาะขนาด 30 ฟุต (100 ฟุต) พร้อมเลนส์ที่ปรับได้ แต่นักเตะตัวจริงคือความจริงที่ว่ามันจะประกอบไปด้วยกลุ่มของโมดูลที่จะรวมตัวกันอย่างอิสระ
ศ. Savransky มีความเชี่ยวชาญในกล้องโทรทรรศน์อวกาศและการล่าดาวเคราะห์นอกระบบซึ่งช่วยในการบูรณาการและทดสอบ Gemini Planet Imager ซึ่งเป็นเครื่องมือในกล้องโทรทรรศน์ Gemini South ในประเทศชิลี นอกจากนี้เขายังมีส่วนร่วมในการวางแผนการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบราศีเมถุนดาวเคราะห์ราศีเมถุนซึ่งค้นพบดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสโคจรรอบ 51 Eridani (51 Eridani b) ในปี 2558
แต่เมื่อมองไปในอนาคตศ. Savransky เชื่อว่าการประกอบตัวเองเป็นวิธีที่จะสร้างกล้องโทรทรรศน์ระดับสูงได้ เมื่อเขาและทีมอธิบายกล้องโทรทรรศน์ในข้อเสนอของพวกเขา
“ โครงสร้างทั้งหมดของกล้องโทรทรรศน์รวมถึงกระจกหลักและรองโครงสร้างรองรับทุติยภูมิและกระจกกันแดดระนาบจะถูกสร้างขึ้นจากโมดูลยานอวกาศเดี่ยวที่ผลิตขึ้นเป็นจำนวนมาก แต่ละโมดูลจะประกอบไปด้วยยานอวกาศเส้นผ่านศูนย์กลางหกเหลี่ยม ~ 1 ม. ที่ประกอบไปด้วยชุดประกอบกระจกที่ใช้งานแบบ edge-to-edge”
โมดูลเหล่านี้จะเปิดตัวอย่างอิสระจากนั้นไปที่จุด Sun-Earth L2 โดยใช้ใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์ที่ปรับใช้ได้ ใบเรือเหล่านี้จะกลายเป็นกระจกหน้ากล้องโทรทัศน์เมื่อโมดูลมารวมกันและรวมตัวกันโดยไม่จำเป็นต้องได้รับความช่วยเหลือจากมนุษย์หรือหุ่นยนต์ แม้ว่าสิ่งนี้จะฟังดูล้ำลึก แต่ก็เป็นสิ่งที่ NIAC มองหา
“ นั่นคือโปรแกรม NIAC” ดร. Savransky กล่าวในการสัมภาษณ์เมื่อเร็ว ๆ นี้กับ Cornell Chronicle “ คุณสร้างไอเดียที่ฟังดูบ้าบอ แต่ลองสำรองข้อมูลด้วยการคำนวณเบื้องต้นสองสามครั้งจากนั้นเป็นโครงการเก้าเดือนที่คุณพยายามตอบคำถามความเป็นไปได้”
ในฐานะส่วนหนึ่งของรางวัลระยะที่ 2018 ของ NAIC ซึ่งประกาศเมื่อวันที่ 30 มีนาคมทีมได้รับรางวัล $ 125,000 ในช่วงเก้าเดือนเพื่อดำเนินการศึกษาเหล่านี้ หากสิ่งเหล่านี้สำเร็จทีมจะสามารถสมัครรับรางวัล Phase II ได้ ในฐานะที่เป็น Mason Peck รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศที่ Cornell และอดีตหัวหน้าเจ้าหน้าที่เทคโนโลยีที่ NASA ระบุว่า Savransky อยู่ในแนวทางที่ถูกต้องตามข้อเสนอของ NIAC
“ เมื่อยานอวกาศอิสระกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นและเมื่อเราปรับปรุงวิธีการสร้างยานอวกาศขนาดเล็กมากขึ้นเรื่อย ๆ มันก็สมเหตุสมผลที่จะถามคำถามของ Savransky: มันเป็นไปได้ไหมที่จะสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่สามารถมองเห็นไกลออกไป ส่วนประกอบเล็ก ๆ ราคาไม่แพงที่ประกอบตัวเองในวงโคจร?
ภารกิจเป้าหมายสำหรับแนวคิดนี้คือนักสำรวจอุลตร้าไวโอเล็ต / ออพติคอล / อินฟราเรด (LUVOIR) ซึ่งเป็นข้อเสนอที่ได้รับการสำรวจในขณะนี้ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการสำรวจ Decadal ในปี 2020 ในฐานะหนึ่งในสองแนวคิดที่ถูกตรวจสอบโดยศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่าแนวคิดภารกิจนี้เรียกกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีกระจกหลักขนาดใหญ่แบ่งส่วนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 15 เมตร (49 ฟุต)
เหมือนกับ JWST กระจกของ LUVOIR จะประกอบด้วยกลุ่มที่สามารถปรับได้ซึ่งจะเปิดออกเมื่อนำไปใช้กับพื้นที่ แอคทูเอเตอร์และมอเตอร์จะปรับและจัดกลุ่มเหล่านี้อย่างแข็งขันเพื่อให้ได้โฟกัสที่สมบูรณ์แบบและจับแสงจากวัตถุที่จางและห่างไกล เป้าหมายหลักของภารกิจนี้คือการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบใหม่รวมทั้งวิเคราะห์แสงจากสิ่งที่ถูกค้นพบแล้วเพื่อประเมินบรรยากาศของพวกมัน
ดังที่ Savransky และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ระบุไว้ในข้อเสนอแนวคิดของพวกเขานั้นสอดคล้องกับลำดับความสำคัญของแผนการพัฒนาเทคโนโลยีขององค์การนาซ่าในเครื่องมือวิทยาศาสตร์หอสังเกตการณ์และระบบเซ็นเซอร์และหุ่นยนต์และระบบปกครองตนเอง พวกเขายังระบุด้วยว่าสถาปัตยกรรมเป็นวิธีที่น่าเชื่อถือในการสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดยักษ์ซึ่งไม่สามารถทำได้สำหรับกล้องโทรทรรศน์รุ่นก่อนหน้าเช่น ฮับเบิล และ JWST
“ เจมส์เวบบ์จะเป็นหอดูดาวทางดาราศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดที่เราเคยใส่ในอวกาศและมันก็ยากอย่างเหลือเชื่อ” เขากล่าว “ ดังนั้นเมื่อเพิ่มขนาดเป็น 10 เมตรหรือ 12 เมตรหรืออาจถึง 30 เมตรดูเหมือนว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะคิดว่าคุณจะสร้างกล้องโทรทรรศน์เหล่านั้นในลักษณะเดียวกับที่เราสร้างมันขึ้นมา”
หลังจากได้รับรางวัลระยะที่ 1 แล้วทีมงานวางแผนที่จะทำการจำลองรายละเอียดว่าโมดูลจะบินผ่านอวกาศและการพบกันเพื่อกำหนดขนาดของใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างไร พวกเขายังวางแผนที่จะทำการวิเคราะห์การประกอบกระจกเงาเพื่อตรวจสอบว่าโมดูลสามารถบรรลุตัวเลขพื้นผิวที่ต้องการได้เมื่อทำการประกอบ
ตามที่ Peck ระบุไว้หากประสบความสำเร็จข้อเสนอของ Dr. Savransky อาจเป็นตัวเปลี่ยนเกม:
“ ถ้าศาสตราจารย์ Savransky พิสูจน์ความเป็นไปได้ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่จากชิ้นส่วนเล็ก ๆ เขาจะเปลี่ยนวิธีที่เราสำรวจอวกาศ เราจะสามารถมองเห็นไกลออกไปและดีขึ้นกว่าเดิม - แม้กระทั่งถึงพื้นผิวของดาวเคราะห์นอกระบบ”
ในวันที่ 5 และ 6 มิถุนายนองค์การนาซ่าจะจัดการประชุมปฐมนิเทศ NIAC ในกรุงวอชิงตันดีซีซึ่งผู้ชนะระยะที่ 1 ทุกคนจะมีโอกาสพบปะและพูดคุยแนวคิดของพวกเขา ข้อเสนออื่น ๆ ที่ได้รับรางวัล Phase I ประกอบด้วยหุ่นยนต์เปลี่ยนรูปแบบสำหรับการสำรวจ Titan เซ็นเซอร์ทางอากาศที่มีน้ำหนักเบาเพื่อสำรวจบรรยากาศของดาวศุกร์หุ่นยนต์จับกลุ่มปีกกระพือปีกเพื่อสำรวจดาวอังคาร หุ่นยนต์พลังไอน้ำสำหรับโลกมหาสมุทรและแหล่งอาศัยจำลองตัวเองทำจากเชื้อรา
คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับแนวคิดเหล่านี้รวมถึงแนวคิดที่ได้รับรางวัล Phase II ได้ที่นี่
