Yeni nesil uzay teleskopu hakkında bilgi edinmek için gelecekte gözlemlemek üzere James Webb ile ortaklık kurabilecek.
2020'lerde yeni kızılötesi uzay teleskopları
Bu, Hubble Uzay Teleskobu tarafından çekilmiş ultra derin bir uzay görüntüsüdür Bu mozaik bize sadece yüzbinlerce galaksiyi değil, aynı zamanda evrende bizden çok uzakta olan galaksileri de göstermektedir.
Tıpkı stratejik olarak konuşlandırılmış bir Hubble Uzay Teleskobu dizisi gibi, Dünya'dan 1,5 milyon kilometre uzaklıktaki kozmik galaksileri gözlemleyen 100 Hubble Uzay Teleskobu dizisi hayal edin ... Aynı anda 100 Hubble Uzay Teleskobu inşa etmek imkansızdır. Evet, ama gelecekte bir uzay teleskopu yüz gözleme eşdeğerdir Bu tamamen mümkündür Burada WFIRST kızılötesi uzay teleskobu hakkında konuşmamız gerekiyor.
WFIRST tek seferde 100 geniş alanlı yüksek çözünürlüklü görüntü yakalayabilir Geniş alan gökyüzü görüntüleme hızı açısından WFIRST, Hubble'dan 1000 kat daha hızlıdır. Başka bir deyişle, yalnızca birkaç ay içinde, WFIRST'in çalışma sonuçları, Hubble Teleskobu tarafından son otuz yılda kaydedilen tüm verileri aşabilir ve WFIRST bir kızılötesi uzay teleskopudur, bu nedenle WFIRST yakın kızılötesi ışık altında kayıt yapabilir. Daha gizli galaksi yapıları.
Hubble, James Webb, Hubble'ın 100 katı görüntüleme alanı olan WFIRST'ten çok daha geniş bir görüş alanına sahip
WFIRST'in amacı, güneş sistemimizden başlayarak, diğer dış gezegenlere ek olarak evrendeki en uzak galaksileri ve karanlık enerji karanlık maddesini gözlemlemeye kadar, evrenin temel sorunlarını çözmek için dünyadaki gökbilimciler için büyük veri toplamaktır. . Yetenek ne kadar büyükse sorumluluk da o kadar büyük olur.Bunlar WFIRST araştırmasının yönergeleridir. Planlanan 5 yıllık ömrü boyunca, WFIRST'in binlerce gezegende, yüz milyarlarca yıldızda, milyarlarca galakside ve gözlemlenebilir evrende 2000 PB bilgi biriktirmesi bekleniyor.
Karanlık madde fotoğraflanamaz, ancak izleri galaksiler arasındaki hareket ve evrim yoluyla izlenebilir. Bu fotoğrafta karanlık madde mavi bir kaplama olarak gösteriliyor. Karanlık maddenin dağılımını anlamak karanlık enerjinin doğasını daha iyi anlayabilir.
Komşumuz Andromeda Gökadası örneğinde, gökbilimciler son yirmi yıldır Andromeda Gökadası'nın küçük bir bölümünü gözlemliyorlar, çünkü gökbilimciler bu küçük parçadan yalnızca yüksek çözünürlüklü görüntüler elde edebiliyorlar. Ancak gelecekte WFIRST uzay teleskobu ile görüş alanı aynı anda çok daha geniş olacak ve aynı anda birçok alan görülebilecek ve çok fazla zaman harcamadan verimlilik büyük ölçüde artacaktır. WFIRST Uzay Teleskobu'nun bu geniş alan görüntüleme yeteneği, gökbilimcilere yıldızların orijinal usturlabının yıldızları oluşturmak için nasıl evrimleştiği, galaksilerin zamanla nasıl değiştiği ve nasıl ortaya çıktıkları gibi birçok soruya cevap verecek.
WFIRST ileri optiklerin ana bileşenleri
Güçlü geniş alanlı galaksi çekim yetenekleri ve bilimsel yük
WFIRST geniş alan kızılötesi tarama teleskopu, gelecekte yeni 10 yıllık astronomik gözlemi görmemizi sağlıyor, ancak aynı zamanda çok merak ediyoruz, WFIRST bunu nasıl yapıyor? Büyük ölçekli galaksi fotoğrafı verilerini verimli bir şekilde nasıl elde edebilirim? James Webb Uzay Teleskobu'ndan biraz farklıdır. Teleskopun ana aynası 2,4 metre çapındadır, bu da WFIRST ve Hubble Uzay Teleskobu'nun ana aynasının aynı boyutta olduğu anlamına gelir, bu nedenle WFIRST ve James Webb Uzay Teleskobu kızılötesi değil farklı yönlere odaklanır. Ayna gözlemi.
WFIRST Uzay Teleskobu'nun Görünümü
Aslında, WFIRST'in görüntüleme kapasitesi çok güçlü çünkü geniş alanlı geniş alanlı cihazının görüş alanı, daha az gözlem süresiyle daha büyük bir alanı yakalayabilen Hubble kızılötesi cihazından 100 kat daha büyük. WFIRST, geniş alanlı geniş alanlı cihaz CGI ve küme koronagrafı WFI olmak üzere iki ana bilimsel yüke sahiptir. WFIRST'in geniş alanlı geniş alan cihazı ana araçlardan biridir.Geniş alan geniş alan cihazı, tüm görev süresi boyunca 2 milyardan fazla galaksinin yaydığı ışığı ölçecektir. Ek olarak, yaklaşık 2.600 dış gezegeni keşfetmek için Samanyolu'nun mikrolens araştırmasını gerçekleştirecek. WFIRST'in diğer ana gösterge grubu koronagrafı, yakınlardaki düzinelerce dış gezegenin yüksek kontrastlı görüntüleme ve spektral analizini gerçekleştirecek.
Bu, mühendisler tarafından fotoğraflanan WFIRST kümesi koronagrafının iç kısmı.Bu, maskeler, prizmalar, kıvrımlı aynalar ve diğer yapılardan oluşan bir sistemdir.Bu yapının amacı, uzak yıldızların ışığını bloke etmek ve dış gezegenlerin yüzeyini görüntülemektir. Merkezi gözlem
Uzay teleskopları güçlü bilimsel yükler gerektirir, çünkü astronomlar gözlemlerini derinleştirdikçe, gittikçe daha fazla problem ortaya çıkmıştır ve evreni anlamak için daha güçlü uzay teleskoplarına ihtiyacımız var. Ancak ondan önce, çevredeki dış gezegenleri kolaydan zora doğru anlayabiliriz. Dış gezegenlerden gelen ışığın, ana yıldızdan 100 milyon kat daha zayıf olduğunu biliyoruz.Bu astronomik boşluk, günümüzün yer veya uzay teleskoplarının menzilinin çok ötesinde.
Ancak bu WFIRST için bir sorun değil, şimdi geniş alanlı geniş alan CGI cihazının WFIRST üzerindeki iki önemli bilimsel yükten biri olduğunu söylemiştik. WFIRST'in CGI geniş alanlı geniş alan cihazı, uzay teleskoplarındaki ilk yüksek performanslı kızılötesi sistemdir.Bu cihaz, bir yıldızın 400 milyonda biri ışığı altında tek bir dış gezegeni doğrudan görüntüleyebilir. Bu, yabancı gezegenlerin yaşanabilirliğini, atmosferik bileşimi, gezegen türünü ve yapısını anlamak için çok önemlidir. Gelecekte, karasal gezegenler tüm uzay teleskopu gözlemlerinin odak noktalarından biridir, bu nedenle bu tür geniş alan kızılötesi görüntüleme açısı görüntüleme yeteneklerine ihtiyacımız var.
T1, doğrusal merkezi karanlığın% 31 olduğu içi boş bir bal peteği yapısı olan birincil ayna anlamına gelir. T1 ve T2 bir ara odak oluşturmak için birlikte çalışır. Şu anda odak düzeltilmemiştir, bu nedenle şu anda güçlü bir şekilde eğimli bir görüntü üretilecektir. Ayna M3 ve diğer iki motorlu ayna, TMA'nın geniş bir düzeltme alanı oluşturmak için T1 ve T2 ile birlikte çalışacaktır. Ardından ışık M3 ile odak düzlemi arasında bir göz bebeği oluşturacak, gözbebeği çapı yaklaşık 100mm olacak ve ardından bant geçiren filtreler ve spektral dağıtıcı elemanlar gibi diğer teleskop yapıları, nihai görüntü verilerini elde etmek için toplanan eğrileri ve hafif görüntüleri bütünleştirecektir.
Gelecekte, WFIRST geniş alan kızılötesi araştırma teleskopu, deforme olabilen aynalarla hassas optik dalga cephesi kontrolü, hassas foton sayma görüntüleme dedektörleri ve isteğe bağlı küme koronagraf gözlem modları dahil olmak üzere, uzayda gelecekteki galaksi görüntüleme görevleri için temel teknolojileri ilk kez gösterecek. Düşük çözünürlüklü spektroskopi, gelişmiş ön dalga algılama ve kontrol, yüksek kaliteli uzay aracı ve küme koronagraf modelleme ve görüntü ve spektrumları çıkarmak için işlem sonrası yöntemler. Bu anahtar teknolojiler ilk girişimlerdir ve gelecekte tüm uzay teleskoplarının yolunu açabilir.
Karanlık enerjiyi, galaksileri ve yıldızları incelemek ve dış gezegenleri aramak için kızılötesi fotoğraflar çekecek olan WFIRST küme koronagrafının konumu
Benzer şekilde, WFIRST üzerindeki küme koronagraf WFI, gelecekteki uzay teleskopları için de önemli bir teknolojidir ve bu, Dünya benzeri dış gezegenleri doğrudan görüntülemek için gelecekteki görevlerde kullanılabilir. WFI, yakın yıldızların yaşanabilir bölgelerindeki kayalık gezegenleri görüntülemek ve karakterize etmek için gelecekteki görüntüleme için gereken teknolojiyi uzayda ilk kez gösterecek. Entegre uçtan-uca sistem aracılığıyla, iki bilimsel yük birbiriyle çalışarak birbirlerinin verilerini tamamlayabilir.CGI geniş alan ve büyük ölçekli yakalamadan sorumludur ve WFI ayrıca ince tek göksel gözlemden sorumludur. Görev sırasında gökbilimciler ayrıca performans modelini doğrulayacak ve gelecekteki potansiyel uzay teleskopu görevleri için yeni yollar sağlayacak.
WFIRST uzay teleskopu ana bilimsel yük dağılımı
Yetenek ne kadar büyükse sorumluluk o kadar büyük olur
WFIRST geniş alan kızılötesi araştırma teleskobunun iki ana bilimsel yükü yalnızca galaksileri ve karasal gezegenleri gözlemlemek için değil, aynı zamanda karanlık enerjinin galaksiler üzerindeki etkilerini gözlemlemek ve geniş CGI alanını gerektiren dış gezegenlerin mikro mercek fenomeni hakkında veri sağlamak içindir. Görüntüleme ve WFI kesintisiz spektroskopi fonksiyonları birleştirilmiştir. Karanlık enerji ve karanlık madde evrenin hemen hemen her yerindedir, bu nedenle bilim adamları karanlık enerjinin ve karanlık maddenin bireysel yıldızları veya gezegenleri de etkileyeceğini teorileştirirler.Bu nedenle, küme koronagrafı WFI, karanlık enerjiyi anlamak için dış gezegenler üzerinde yüksek kontrastlı görüntüleme gözlemleri gerçekleştirecektir. Karanlık maddenin de tek bir gök cismi yapısını etkileyip etkilemediği.
Gökbilimciler, galaksideki kırmızı dev yıldızların görünür parlaklığını yakındaki kırmızı dev yıldızlarla karşılaştırarak (diğer yöntemlerle ölçülmüştür), her bir ana galaksinin ne kadar uzakta olduğunu belirleyebilirler. Gökbilimciler tarafından incelenen kırmızı dev yıldızlar sarı dairelerle tanımlanır. Gelecekte WFIRST ile gökbilimciler galaksiler çağını daha verimli bir şekilde keşfedebilirler
WFIRST bu kadar ayrıntılı verileri verimli bir şekilde toplayabildiğinden, büyük ölçekli anket görevleri için çok uygundur. Özetle, görevin büyük bir kısmı evrendeki milyarlarca galaksiyi gözlemlemeye ayrılacak.Bu galaksilerin nasıl evrimleşeceği veya gelecekte nasıl işleyeceği karanlık enerjiyi ve evrenin genişlemesini incelemek için kullanılabilir. Görevin sonraki aşamasında, WFIRST, Samanyolu'nun nasıl geliştiğini daha iyi anlamak için galaksilerin şeklini ve farklı yapıların yoğunluğunu inceleyecek ve haritalayacaktır.Ayrıca, gökbilimciler Samanyolu'nun verilerini önceki galaksilerin verileriyle de karşılaştıracaklar. Samanyolu'nun özel bir galaksi olup olmadığını görmek için.
Spitzer Uzay Teleskobu ve WM Keck Gözlemevi, kozmik kırmızıya kayma gözlemlerinin önceki rekorunu kırdı. Şu anda gösterilen galaksi, teyit edilen en uzak galaksidir.Bu galaksinin yaşı 13 milyar yıldan fazladır. Galaksinin yakın kızılötesi görüntüsü (ek) maviye boyandı
Gelecekte, WFIRST geniş alan kızılötesi araştırma teleskopu NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi tarafından yönetilecek.Misyon 5 yıl olarak planlanıyor ve 2025 civarında Cape Canaveral'dan fırlatılacak. WFIRST'in inşası şu anda ikinci aşamadadır. JPL, WFIRST'in CGI'sini inşa etmektedir. CGI tamamlandıktan sonraki adım, bilimsel yükün doğrulanması ve WFI geliştirmenin bir sonraki adımıdır.
Bu şekil, WFIRST'in gözlemsel M31 simülasyonunu (Andromeda Gökadası olarak da bilinir) göstermektedir. Hubble'ın kırmızı çerçeve alanını görüntülemesi 650 saatten fazla sürüyor. WFIRST kullanılırsa, tüm Andromeda galaksisini kaplamak yalnızca üç saat sürer
Gökbilimciler WFIRST projesini korumak için çok çalışıyorlar, çünkü 2010 Astrofizik On Yıl Araştırmasında en üst sıradaki büyük ölçekli astrofizik gözlem misyonunun temsilcisi. Misyonu çok kapsamlı ve dış gezegenlere karanlık enerji gibi konularda araştırma yapıyor. Kabiliyet.
WFIRST görevi, NASA tarafından belirlenen üst sınır olan 3,2 milyar dolara mal oldu. Beş yıllık bilimsel operasyonun maliyeti de eklenirse 3,934 milyar ABD dolarına çıkacak. James Webb, WFIRST'ten önce fırlatılacak, bu nedenle önümüzdeki bir ila iki yıl içinde, mühendisler ve bütçeler, bu iki uzay teleskopu projesini önümüzdeki yılın Mart ayının sonuna kadar inşa etmek ve işletmek için ek olarak James Webb Uzay Teleskobu ve WFIRST'e odaklanacak. Fırlatma dağıtımı başarılı oldu.
Bu model bize WFIRST'in altı modülünü gösterir.Bunlardan biri soğutma sisteminden sorumludur.Bu modüller ayrıca 4 bağlantı elektronik kutusu içerir, üstteki yüksek kazançlı bir antendir.
WFIRST ve James Webb iyi ortaklardır
WFIRST aynı zamanda bir kızılötesi teleskop olmasına rağmen, James Webb Uzay Teleskobu'ndan birkaç yönden farklıdır. James Webb Uzay Teleskobu kızılötesi gözlemi tamamlamaya meyilliyken, WFIRST, evrenin panoramik bir görüntüsünü, başka bir deyişle geniş bir görüş alanı görüntüsünü sağlayacaktır. Ancak, James Webb Uzay Teleskobu'nun son derece yüksek görüntüleme kalitesinin bir bedeli var. James Webb'deki kızılötesi gözlem sistemini harekete geçirmek de dahil olmak üzere kızılötesi gözlemler yapmak çok düşük sıcaklıklar gerektirir, bu nedenle James Webb Uzay Teleskobu sıcaklığını korumak için karmaşık ve kritik bir güneşlik yapısına sahiptir. Bu nedenle James Webb Uzay Teleskobu fırlatmak için katlanmalıdır çünkü katlanmamışsa kaporta ile entegre edilemez.
Bu, WFIRST'in temel soğutma sistemidir. Test için vakum odasına girmeden önce alınmıştır. WFIRST ayrıca kendi soğutma sistemine sahiptir, ancak James Weberin soğutma sistemi ile karşılaştırıldığında, o kadar karmaşık değildir.
WFIRST kızılötesi bir teleskoptur ve ayrıca bir soğutma sistemine ihtiyaç duyar, ancak James Webb Uzay Teleskobu gibi teknik olarak karmaşık gölgeleme ve soğutma sistemleri gerektirmez. Yani James Webb'e kıyasla WFIRST'in çok düşük bir sıcaklıkta çalışması gerekmiyor. James Webb Uzay Teleskobu'nun çalışma sıcaklığı -223 santigrat derece olan 50 Kelvin'dir. WFIRST'in çalışma sıcaklığı henüz kesinleşmedi, ancak tasarım belgeleri bunun eksi 163 santigrat derece olduğunu söylüyor.
Hubble ve Spitzer Uzay Teleskobu, uzak evrende bazı küçük galaksiler keşfettiler.Bu galaksiler Samanyolu'ndan yüz ile bin kat daha küçükler.Bu galaksiler küçük olmalarına rağmen, hepsinin 12,8 milyar yıldan fazla bir geçmişi var.
Hem JWST hem de WFIRST kızılötesi teleskoplardır ve görevleri bazı açılardan tekrarlanabilir. Gelecekte, WFIRST özel araştırma gerektiren bir olay bulduğunda, JWST James Webb Uzay Teleskobu bunu daha yüksek kızılötesi hassasiyetle gözlemleyebilir. Bu, uzay teleskoplarının gelecekteki ortak gözlem modelini görmemizi sağlar, yani her birinin kendi güçlü yönleri vardır, kendi görevlerini yerine getirir ve özel araştırma gerektiren sorunları gözlemler.
Modern uzay teleskobu ve yer gözlem istasyonundan oluşan gözlem dizisi
Evren ve bilimin keşfi ve geleceği
Evrene bakan insan çok küçüktür, ancak girişimci ruh ve keşif ruhu bize her zaman ilerlememiz için ilham vermiştir.Keşif yolunda pek çok zorlukla karşılaştık ama aynı şekilde birçok kazanım da var. Gezegenler, yıldızlar, galaksiler ve hatta tüm evren hakkındaki anlayışımız derinleştikçe, insanlar kökenlerinin, gezegenin kökeninin ve hatta evrenin kökeninin giderek daha fazla farkına varmaya başladı. Kaynağın izini sürmek, evren ile bilim arasındaki şiddetli çarpışmadır ve uzay teleskopu bu çarpışmanın gözlemcisi ve tanıklığıdır ...
Gelecekte daha fazla uzay teleskopu uzaya fırlatılacak, bu temelde evren anlayışımız geliştirilecek ve evrenin bazı temel sorunları da bilimsel olarak açıklanacaktır. Geleceğe baktığımızda, uzay teleskoplarının gelişim trendi de tekilden bir koleksiyona doğru gelişecektir.Örneğin, şu anda bahsettiğimiz WFIRST Uzay Teleskobu ve James Webb Uzay Teleskobu.Bu iki teleskop, geniş bir görüş açısı ile hızlı görüntülemeden sorumlu, diğeri ise mükemmel gözlem yeteneklerine sahip. Yetenek ve çözünürlük daha yüksektir, bu da çoklu teleskoplardan gelen verilerin ortak anlamıdır.
