Більшість із нас зазнали розладу забруднення, туману чи хмари, перетворивши ніч зоряного вигляду на вправу розчарування. Навіть на орбіті телескопи не надто добре бачать пил, що засмічує внутрішню Сонячну систему. Але команда вчених NASA придумала спосіб зняти астрономію з цього космічного туману.
Венера, Земля та Марс орбітають всередині пилової хмари, спричиненої кометами та випадковими зіткненнями між астероїдами. Ця так звана зодіакальна хмара - найяскравіша особливість Сонячної системи після Сонця і може бути в тисячу разів яскравішою, ніж об’єкти, на які фактично націлені астрономи. Світло впливає на орбітальні спостереження так само, як світло від повного Місяця впливає на наземні спостереження. Зодіакальна хмара настільки яскрава, що втручалася в кожну інфрачервону, оптичну та ультрафіолетову астрономічну місію спостереження, яку NASA коли-небудь запускала.
"Простіше кажучи, ніколи не було ночі для космічних астрономів", - сказав Меттью Грінхаус, астрофізик з НАСА в Центрі космічних польотів Годдарда в м. Грінбельт, штат Мердент. Світло від хмари найбільше в площині орбіти Землі, тієї ж площині, в якій працює кожен космічний телескоп.
То як НАСА планує піти від хмари? Нахиляючи орбіти майбутніх телескопів. Цей тип регулювання дозволив космічним апаратам витратити значну частину кожної орбіти вище і нижче найгустішого пилу, надавши йому чіткіший вигляд предметів у просторі.
"Тільки розмістивши космічний телескоп на цих похилих орбітах, ми можемо покращити його чутливість в два рази в ближній ультрафіолеті і в 13 разів в інфрачервоному діапазоні", - пояснив парник. "Це прорив у можливостях науки з абсолютно не збільшенням розміру дзеркала телескопа".
Парниковий об'єднався з Скоттом Бенсоном та дослідницькою командою COlalaborarative моделювання та параметричної оцінки космічних систем (КОМПАСС), як в Науково-дослідному центрі Гленна НАСА в Клівленді, штат Огайо. Вони досліджують завдання встановити телескоп у такий тип кутової площини - позазодіакальну орбіту - використовуючи нові розробки в сонячних масивах, електричному рушії та недорогих витратних ракетних апаратах.
Вони розробили місію з підтвердженням концепції під назвою Extra-Zodiacal Explorer (EZE), обсерваторію EX-класу 1500 фунтів. EZE запустить ракету SpaceX Falcon 9. Потужний новий сонячний електричний привід як його верхній ступінь направлятиме космічний корабель на маневр, що сприяє гравітації, повз Землю чи Марс, проліт, який перенаправить місію на орбіту, нахилену на 30 градусів до Землі.
Двигун NASA Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) - це вдосконалений тип іонного приводу. Він діє шляхом видалення електронів з атомів ксенонового газу та прискорення заряджених іонів через електричне поле для створення тяги. Хоча ці типи двигунів забезпечують набагато меншу тягу в будь-який момент часу, ніж традиційні хімічні ракети, вони набагато економічніше палива і можуть працювати роками.
Два з цих прогресивних двигунів, які отримують свою потужність від бортових сонячних масивів, розміщуватимуться у верхній ступені EZE. Вони б стріляли, щоб відправити космічний корабель на планетарну проліт, який поставив би його на позазодіакальну орбіту. "Ми провели один NEXT-тягач протягом більш ніж 40 000 годин наземних випробувань, що більше, ніж вдвічі більше часу експлуатації дроселя, необхідного для доставки космічного корабля EZE на його позазодіакальну орбіту", - пояснив Бенсон. "Це зріла технологія, яка дозволить набагато вигідніше використовувати космічні місії як в астрофізичній, так і в планетарній науці".
Якщо ця концепційна місія працює, за словами команди, це буде найкращим результатом роботи обсерваторії за всю історію програми «NASA Explorer». Це також буде зміною гри. Як пояснив Парниковий, "це зробить позазодіакальні орбіти доступними для кожного астронома, який пропонує програму" Проводник NASA ". Це дасть можливість безпрецедентним науковим можливостям для дослідників астрофізики ».
Джерело: NASA.
