Wkrótce astronomowie i astrofizycy będą mieli więcej mocy obserwacyjnej niż wiedzą, co z tym zrobić. Mamy nadzieję, że Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pewnego dnia, kiedyś w ciągu kilku następnych lat, wszystko pójdzie dobrze i jeśli koronawirus nie opóźni go ponownie, uruchomi i rozpocznie operacje. Ale inny potężny teleskop kosmiczny NASA o nazwie WFIRST przeszedł ważny etap i jest o krok bliżej rzeczywistości.
WFIRST oznacza Wide Field Infrared Survey Telescope. Będzie miał soczewkę 2,4 metra, tego samego rozmiaru co soczewka Hubble'a. Ale WFIRST będzie miał szerokie pole widzenia, które jest 100 razy większe niż Hubble'a. Będzie nosił dwa instrumenty naukowe: instrument szerokiego pola (WFI) i instrument koronograficzny. Będzie także wyposażony w aparat o rozdzielczości 300 megapikseli.
Chociaż słowo Podczerwień jest w nazwie teleskopu, będzie ono również obserwować w świetle widzialnym. Komunikat prasowy NASA mówi, że WFIRST będzie w stanie „… wykryć słabe sygnały podczerwieni z kosmosu, a także wygenerować ogromne panoramy wszechświata…” Jego uruchomienie ma nastąpić w połowie 2020 roku.
Po niedawnym osiągnięciu kluczowego kamienia milowego NASA dała WFIRST zezwolenie na rozpoczęcie projektowania i testowania sprzętu. Projekt WFIRST jest już bardzo zaawansowany, a teleskop kosmiczny wykorzystuje wiele technologii, które są już dojrzałe. To jeden z powodów, dla których projekt ma kosztować jedynie około 3,2 miliarda dolarów, czyli znacznie mniej niż cena JWST wynosząca około 10 miliardów dolarów.
Projekt WFIRST wymaga wielu sprawdzonych i sprawdzonych technologii, w szczególności komponentów teleskopu Hubble'a. NASA twierdzi również, że duża część projektu opiera się na lekcjach wyciągniętych z żmudnej ścieżki Jamesa Webba do ukończenia.
Kolejnym krokiem dla WFIRST jest sfinalizowanie projektu misji. NASA zbuduje jednostki testowe i modele inżynierskie, aby sprawdzić, czy projekt wytrzyma zarówno uruchomienie, jak i ewentualne operacje w kosmosie. Po uruchomieniu WFIRST wejdzie na orbitę halo w punkcie Sun-Earth LaGrange 2, tak samo jak JWST.
„Dzięki niespotykanej kombinacji szerokości i głębi WFIRST otworzy nową erę w oglądaniu naszego Wszechświata.”
Z filmu NASA „Symulowany obraz pokazuje moc WFIRST NASA”.
WFIRST ma naprawdę interesujące cele naukowe. Jako teleskop na podczerwień nadaje się do odpowiedzi na większe pytania dotyczące Wszechświata. Jednym z celów jest udzielenie odpowiedzi na niektóre pytania dotyczące ciemnej energii, siły napędzającej ekspansję Wszechświata. Kosmolodzy chcą wiedzieć, jak ciemna energia zmieniała się w czasie oraz jak i dlaczego ekspansja Wszechświata przyspiesza.
Teleskop będzie również działać na egzoplanetach, jednym z najważniejszych tematów w astronomii. Nadal nie wiemy, jakie są typowe systemy słoneczne, takie jak nasz, i jak określa się zdolność do zamieszkania. WFIRST pomoże astronomom odpowiedzieć na te pytania.
Wykorzysta swój koronograf do bezpośredniego obrazowania dużych egzoplanet. Potrzebne będą również widma tych planet, aby określić ich skład atmosferyczny, co pomoże nam wykryć biosignatury.
Jednym z najciekawszych celów WFIRST jest spis egzoplanet. NASA planuje wykorzystać zjawisko mikrosoczewkowania do przeprowadzenia statystycznego spisu egzoplanet w Drodze Mlecznej. Mikrosoczewkowanie ma miejsce, gdy niewidzialna planeta poza naszym Układem Słonecznym porusza się przed odległą gwiazdą tła. Grawitacja planety działa jak soczewka, powiększając światło gwiazd i rozjaśniając je. NASA oczekuje, że WFIRST odkryje w ten sposób tysiące egzoplanet, a niektóre dokumenty sugerują 70 000 egzoplanet.
Teleskop odpowie również na inne pytania, które zostaną określone. Nauki o kosmosie - i teleskopy kosmiczne - są pełne niespodzianek, więc prawdopodobnie będą odkrycia, których nie możemy przewidzieć wcześniej, i pewne zaskakujące wyniki.
WFIRST zapewni te same obrazy o wysokiej rozdzielczości co Hubble, ale ze znacznie większym polem widzenia. Kilka miesięcy temu NASA opublikowała film pokazujący moc WFIRST. Jak pokazuje wideo, portret Hubble'a z galaktyki Andromedy wymagał zarejestrowania ponad 400 pojedynczych zdjęć i złożenia ich w jeden. Zajęło to również 4 lata Hubble'owi. Potężny WFIRST będzie w stanie stworzyć podobną mozaikę za pomocą tylko dwóch zdjęć. I potrzeba tylko około 90 minut, aby uchwycić każdy z nich.
Chociaż WFIRST jest teleskopem na podczerwień, różni się od JWST - który jest również „zasięgiem na podczerwień” - na kilka sposobów. Podczas gdy WFIRST zapewni panoramiczne widoki kosmosu, JWST jest znacznie bardziej czuły w podczerwieni. Wrażliwość JWST ma jednak swoją cenę. Obserwacje wymagają ekstremalnego zimna, a teleskop ma złożoną i krytyczną osłonę przeciwsłoneczną, która zapewnia mu chłód. Tę osłonę przeciwsłoneczną należy złożyć i spakować do rakiety, aby wystrzelić, i rozmieścić ją, zanim JWST zacznie działać.
WFIRST jest również teleskopem na podczerwień, ale nie wymaga takiej samej niskiej temperatury pracy. Nadal potrzebuje systemu chłodzenia, ale nie nieporęcznej i złożonej technologicznie osłony przeciwsłonecznej. Temperatura robocza JWST wynosi 50 kelwinów (-223 ° C lub -370 ° F). Temperatura pracy WFIRST nie jest jeszcze sfinalizowana, ale dokumenty projektowe NASA podają, że wynosi ona około 200 kelwinów (-73 C lub -100 F).
Zarówno JWST, jak i WFIRST to lunety w podczerwieni, a ich misje mogą się w pewien sposób nakładać. Gdy WFIRST znajdzie coś szczególnie interesującego, JWST może to zaobserwować z większą czułością na podczerwień. Ten rodzaj nakładania się stanowi element składowy misji i projektów teleskopów. Na przykład nadchodzące Obserwatorium Vera C. Rubina, które powinno ujrzeć pierwsze światło jeszcze w tym roku, zbada niebo pod kątem obiektów przejściowych. Kiedy zostanie zauważona coś w rodzaju supernowej, inne teleskopy będą musiały ją dokładniej obserwować.
Na razie WFIRST jest finansowany tylko do września 2020 r. NASA stosuje środki ostrożności administracyjne, ponieważ chcą ukończyć Jamesa Webba i uruchomić go. Prowadzenie dwóch dużych i złożonych projektów w tym samym czasie - oba teleskopy - komplikuje oba projekty.
Wstępna data rozpoczęcia WFIRST przypada na rok 2025. Planowany czas trwania misji to pięć lat.
WIĘCEJ:
- Informacja prasowa: NASA zatwierdza rozwój misji badań nad wszechświatem, poszukiwania planet
- NASA: Wide Field Infrared Space Telescope
- Artykuł techniczny: Teleskop do badania w podczerwieni z szerokim polem: 100 Hubbles na lata 2020
- Space Magazine: WFIRST Pobiera koronę, aby zablokować światło gwiazd i odsłonić ich planety
