Университета Аризоны зеркала лаборатории Ричард Ф. Кэрис является мировым лидером в производстве крупных зеркал в мире телескоп. На самом деле, это в настоящее время изготовлять зеркала для самых больших и самых современных наземных телескопов: Гигантский Магелланов телескоп.
Но есть ограничения по размеру, начиная от собственного веса зеркала, которые могут искажать изображение, чтобы размер наших автострад и тоннелей, которые необходимы для транспортировки готовых изделий. Такие гигантские зеркала, достигая своих физических ограничений, но когда они делают, УА продолжит быть глобальным вклад в искусство собирания света и меняться езды в пути астрономам наблюдать за звездами.
«Мы разрабатываем новые технологии для замены зеркала в космических телескопов», — сказал УА доцент Даниэл апай из обсерватории Стюарда и лунно-планетной лаборатории. «Если нам это удастся, мы сможем значительно увеличить свет-собирая силы телескопов, и среди других наук, изучение атмосфер из 1000 потенциально землеподобных планет в знаки жизни».
Апай ведет космического научно-половина команды, в то время как профессор МКА том Milster, Джеймса С. Wyant колледж оптических наук, ведет оптическая конструкция космического телескопа воспроизводимых получившей название «Наутилус». Исследователи намерены развернуть флот из 35 14-метрового сферического телескопы, каждый в отдельности более мощным, чем космический телескоп Хаббл.
Каждый блок будет содержать тщательно созданный 8,5 м диаметр объектива, который будет использоваться для астрономических наблюдений. Одно использование особенно интересно для апай анализирует Старлайт, как он фильтрует через планетных атмосфер, техника, которая может выявить химические признаки жизни.
При сочетании массив телескопа будет достаточно мощным, чтобы охарактеризовать 1,000 внесолнечных планет из так далеко, как 1000 световых лет. Даже самых амбициозных миссий, космический телескоп НАСА предназначены для изучения горстка потенциально похожих на Землю внесолнечных планет.
«Такой пример может быть слишком мал, чтобы по-настоящему понять всю сложность экзо-Земли», согласно апай и Milster со-автором документа, который был опубликован 29 июля в Астрономический журнал наряду с несколькими другими авторами, в том числе и стюард обсерватории астроном Гленн Шнайдер и Алексей Биксель, астроном и UA аспирант.
Разработать Наутилус, апай и Milster определена цель и разработаны Наутилус встретиться с ним.
«Мы хотели выдаче 1,000 потенциально землеподобных планет в поисках признаков жизни. Итак, мы впервые спросили, какие звезды чаще всего хозяин планеты? Тогда, как далеко мы должны идти в космос, чтобы у вас 1000 землеподобных планет, вращающихся вокруг них? Оказалось, что это более чем 1000 световых лет — огромное расстояние, но все равно лишь малая часть галактики», — говорит апай. «Затем мы рассчитали свет собирая необходимую мощность, которая оказалась эквивалентна 50-метровом телескопе диаметр».
Зеркала Хаббла-2,4 метра в диаметре и зеркала космического телескопа Джеймс Уэбб составляет 6,5 метров в диаметре. Оба были созданы для разных целей, и перед экзопланет была обнаружена.
«Зеркала телескоп собирает света-чем больше поверхность, тем больше звезд они могут поймать,» апай сказала. «Но никто не может построить 50-метровое зеркало. Поэтому мы придумали «Наутилус», которая опирается на линзы, и вместо того, чтобы строить невероятно огромное 50-метровое зеркало, мы планируем в здании целая куча одинаковых мелких линз, чтобы собрать такое же количество света.»
Линзы были вдохновлены Маяк линзы — большие, но легкие. и включить дополнительные настройки, такие как точность резьбы с алмазных инструментов. Запатентованная конструкция, которая представляет собой гибрид между рефракционной и дифракционной линзы, сделать их более мощными и подходят для охоты планете, сказал Milster.
Потому что линзы светлее, чем зеркала, они являются менее дорогими для запуска в космос и может быть сделана быстро и дешево с помощью формы. Они также менее чувствительны к перекосам, делать телескопы, построенные по этой технологии намного экономичнее. Много, как Форд сделал для автомобилей, ИКЕА так и для мебели, и SpaceX для ракет, «Наутилус» будет использовать новые технологии, более простой конструкции и легкие компоненты, чтобы обеспечить дешевле и эффективнее телескопы с более свет-собирая силы.
Телескопы Наутилус также не требуют какого-либо необычные методики наблюдений.
«Мы не нуждаемся в очень высокой контрастностью изображения. Нам не нужен отдельный космический корабль с гигантским звездный оккультной планете звезд. Нам не нужно идти в инфракрасном диапазоне», — говорит апай. «То, что нам нужно, чтобы собирать много света в эффективный и дешевый способ».
В последние несколько десятилетий, компьютеров, электроники и сбора данных приборов все стали меньше, дешевле, быстрее и эффективнее. Зеркала, с другой стороны, исключения из этого роста, так как они не видели большого снижения стоимости.
«В настоящее время зеркала стоят дорого, потому что это занимает годы шлифуют, полируют, пальто и испытания», — говорит апай. Их вес также делает их дорогими для запуска. «Но наша технология Наутилус начинается с плесенью, и часто он занимает несколько часов, чтобы сделать объектив. Также у нас есть больше контроля над процессом, поэтому если мы ошиблись, нам не нужно начинать все заново, как вы, возможно, потребуется с зеркалом».
Кроме того, риски будут распределены на протяжении многих телескопов, так что если что-то пойдет не так, то миссия не в лом. Многие телескопы остаются.
«Все это простые, дешевые и воспроизводимые, и мы можем собрать много света», — говорит апай.
Апай и Milster еще одно видение, если им это удастся: «использование недорогих, тиражируемые технологии космического телескопа, университеты могли бы запустить свой собственный малый, Земли или спутниковых наблюдений телескопов. Вместо того, чтобы конкурировать за кусок времени на «Хаббл», они получают их собственный телескоп, под управлением своих собственных команд», — говорит апай.
В январе апай и Milster команда, вместе с UA доцент Тэ Вук Ким и профессор Ronguang Лян колледжа оптических наук и Джонатан Аренберг от «Нортроп Грумман» Аэрокосмические системы, получила $1,1 млн от Мур основой для создания прототипа один телескоп и проверить его на 61-дюймовый телескоп на горе Койпера. Бигелоу в декабре 2020 года.
«Университет штата Аризона-одно из немногих мест в мире, и обычно первая в мире, для создания таких передовых систем телескопа», — сказал Milster. «И он подходит правильно в соответствии с нашей историей и нашей известности в области оптических наук и астрономии, мы разрабатываем эту технологию».
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!