Незабаром астрономи та астрофізики матимуть більше спостережливої сили, ніж вони знають, що робити. Мало того, що космічний телескоп Джеймса Вебба одного дня, десь у наступні пару років, ми сподіваємось, якщо все піде добре, і якщо коронавірус не затримає його знову, запустить і почне працювати. Але ще один потужний космічний телескоп NASA під назвою WFIRST пройшов важливий етап і є на крок ближче до реальності.
WFIRST розшифровується як широкомасштабний інфрачервоний оглядовий телескоп. У ньому буде об'єктив 2,4 метра, такого ж розміру, як і об'єктив Хаббла. Але WFIRST матиме широке поле зору, яке в 100 разів більше, ніж у Хаббла. Він матиме два наукові інструменти: Інструмент широкого поля (WFI) та коронаграфічний інструмент. Він також буде оснащений 300-мегапіксельною камерою.
Хоча слово інфрачервоне в назві телескопа, воно також буде спостерігатись у видимому світлі. У прес-релізі NASA сказано, що WFIRST зможе «… виявити слабкі інфрачервоні сигнали з космосу, створюючи також величезні панорами Всесвіту…» Він планується запустити деякий час у середині 2020-х.
Нещодавно пройшовши критичну віху, NASA дала WFIRST наперед розпочати розробку та тестування обладнання. Конструкція WFIRST вже вдосконалена, і космічний телескоп використовує багато технологій, які вже дозріли. Це одна з причин того, що проект передбачає вартість розробки лише близько 3,2 мільярда доларів, що набагато нижче цінника JWST - близько 10 мільярдів доларів.
Дизайн WFIRST вимагає багато перевірених і справжніх технологій, особливо компонентів телескопа якості Хаббла. NASA також говорить, що значна частина проекту базується на уроках, отриманих на важкому шляху Джеймса Вебба до його завершення.
Наступним кроком для WFIRST є доопрацювання дизайну місії. NASA будуватиме випробувальні підрозділи та інженерні моделі, щоб побачити, чи витримає конструкція як запуск, так і можливі операції в космосі. Після запуску WFIRST вийде на орбіту ореолу в точці Сонця-Земля LaGrange 2, такою ж, як JWST.
"Завдяки безпрецедентному поєднанню ширини та глибини WFIRST відкриє нову еру в перегляді нашого Всесвіту".
З відео NASA "Симульоване зображення показує потужність НАС ПЕРШЕ".
WFIRST має дійсно цікаві наукові цілі. Як інфрачервоний телескоп, він підходить для вирішення великих питань про Всесвіт. Одна з цілей - відповісти на деякі запитання щодо темної енергії, сили, що рухає розширенням Всесвіту. Космологи хочуть знати, як темна енергія змінилася з часом, і як і чому розширюється Всесвіт.
Телескоп також буде працювати над екзопланетами, однією з найважливіших тем астрономії. Ми досі не знаємо, наскільки поширені такі сонячні системи, як наша, і як визначається заселеність. WFIRST допоможе астрономам відповісти на ці питання.
Він використовуватиме свій коронаграф для прямого зображення великих екзопланет. Також будуть потрібні спектри цих планет, щоб визначити їх атмосферний склад, що допоможе нам виявити біосигнати.
Однією з найцікавіших цілей WFIRST є перепис екзопланет. НАСА планує використовувати явище мікролінінгу для завершення статистичного перепису екзопланет на Чумацькому Шляху. Мікросенсінг - це коли невидима планета поза нашою Сонячною системою рухається перед далекою фоновою зіркою. Гравітація планети діє як лінза, збільшуючи зіркове світло і роблячи її яскравішою. NASA розраховує, що WFIRST відкриє тисячі екзопланет таким чином, деякі документи дозволяють передбачити 70 000 екзопланет.
Телескоп також вирішить інші запитання, коли вони визначені. Космічна наука - і космічні телескопи - рясніє сюрпризами, тому, ймовірно, будуть відкриття, яких ми не можемо передбачити заздалегідь, і деякі дивовижні результати.
WFIRST забезпечить такі ж зображення з високою роздільною здатністю, як і Хаббл, але із значно більшим полем зору. Пару місяців тому NASA випустила відео, на якому показано потужність WFIRST. Як показано на відео, портрет Хаббла з галактики Андромеди вимагав, щоб було зроблено понад 400 окремих зображень, щоб зробити їх і скласти в одне ціле. Також Hubble знадобилося 4 роки, щоб зробити це. Потужний WFIRST зможе створити подібну мозаїку лише з двома зображеннями. А для зйомки кожного з них знадобиться лише близько 90 хвилин.
Хоча WFIRST є інфрачервоним телескопом, він відрізняється від JWST - який також є інфрачервоним "діапазоном" кількома способами. Якщо WFIRST забезпечить панорамний вид на космос, JWST набагато чутливіший до інфрачервоного зв'язку. Чутливість JWST приходить ціною. Для виконання цих спостережень потрібен сильний холод, а телескоп має складний і критичний сонячний щит, щоб зберігати його в прохолоді. Цей сонцезахисний щит повинен бути складений та упакований у ракету для запуску та розгорнутий до початку роботи JWST.
WFIRST - це також інфрачервоний телескоп, але для нього не потрібна така ж низька робоча температура. Він все ще потребує системи охолодження, але не громіздкий і технологічно складний сонцезахисний щит. Робоча температура JWST - 50 кельвінів (-223 ° C або -370 ° F). Робоча температура WFIRST ще не доопрацьована, проте проектні документи NASA зазначають, що вона становить близько 200 кельвінів (-73 C або -100 F).
І JWST, і WFIRST - це інфрачервоні "області", і їх завдання можуть певним чином перетинатися. Коли WFIRST знаходить щось особливе, JWST може спостерігати це з більшою інфрачервоною чутливістю. Цей тип перекриття є будівельним блоком місій та конструкцій телескопа. Наприклад, майбутня обсерваторія Віри С. Рубін, яка повинна побачити перше світло в кінці цього року, огляне небо на перехідні об'єкти. Коли щось на зразок наднової буде помічено, перед іншими телескопами покладено завдання уважніше спостерігати за цим.
Наразі WFIRST фінансується лише до вересня 2020 року. НАСА вживає адміністративної обережності, оскільки вони хочуть закінчити роботу Джеймса Вебба та активувати його. Створення двох великих і складних проектів одночасно - і космічні телескопи - ускладнює обидва проекти.
Орієнтовна дата запуску WFIRST - колись у 2025 році. Планована тривалість місії - п'ять років.
БІЛЬШЕ:
- Прес-реліз: NASA схвалила розробку місії, яка вивчає всесвіт, пошуку планет
- НАСА: Інфрачервоний космічний телескоп широкого поля
- Технічний документ: Широкопольовий інфрачервоний оглядовий телескоп: 100 хабл до 2020-х
- Космічний журнал: WFIRST отримує свій коронаграф, щоб блокувати світло зірок і відкрити їх планети
