NASAW Laboratorium Napędów Odrzutowych powstaje teleskop kosmiczny NEO Surveyor, kosmiczny teleskop na podczerwień, którego zadaniem jest wykrywanie trudnych do znalezienia asteroid i komet, które stanowią zagrożenie dla Ziemi.
Sonda ma wystartować w 2027 r. i będzie działać z punktu Lagrange’a L1, wykorzystując zaawansowane detektory podczerwieni do wykrywania i śledzenia obiektów bliskich Ziemi, w tym ciemnych asteroid i potencjalnych trojanów ziemskich. Jej misja jest wzmocniona dzięki wspólnemu wysiłkowi różnych instytucji, zapewniającemu solidne podejście do obrony planetarnej.
Geodeta NEO
Nowy statek kosmiczny NASA do polowania na asteroidy nabiera kształtów w Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA w południowej Kalifornii. Ten najnowocześniejszy kosmiczny teleskop na podczerwień, nazwany NEO Surveyor (ang. Near-Earth Object Surveyor), będzie wyszukiwał najtrudniejsze do znalezienia asteroidy i komety, które mogą stanowić zagrożenie dla naszej planety. W rzeczywistości jest to pierwszy teleskop kosmiczny agencji zaprojektowany specjalnie do obrony planetarnej.
Sonda ma wystartować pod koniec 2027 roku i przeleci milion mil do obszaru stabilności grawitacyjnej – zwanego punktem Lagrange’a L1 – pomiędzy Ziemią a Słońcem. Stamtąd duża osłona przeciwsłoneczna będzie blokować odblaski i ciepło światła słonecznego, umożliwiając misji odkrywanie i śledzenie obiektów bliskich Ziemi zbliżających się do Ziemi od strony Słońca, co jest trudne w przypadku innych obserwatoriów. Teleskop kosmiczny może także ujawnić asteroidy tzw Ziemskie trojanyktóre prowadzą i podążają po orbicie naszej planety i są trudne do dostrzeżenia z ziemi lub z orbity okołoziemskiej.
Zaawansowane możliwości wykrywania
NEO Surveyor opiera się na najnowocześniejszych detektorach, które obserwują dwa pasma podczerwony światło niewidoczne dla ludzkiego oka. Obiekty bliskie Ziemi, niezależnie od tego, jak ciemne, świecą jasno w podczerwieni, gdy ogrzewa je Słońce (patrz zdjęcie poniżej). Dzięki temu teleskop będzie w stanie znaleźć ciemne asteroidy i komety, które nie odbijają zbyt wiele światła widzialnego. Będzie także mierzyć te obiekty, co jest trudnym zadaniem dla teleskopów światła widzialnego, które mają trudności z rozróżnieniem małych, silnie odbijających obiektów od dużych, ciemnych.
„NEO Surveyor jest zoptymalizowany tak, aby pomóc nam zrobić jedną konkretną rzecz: umożliwić ludzkości znalezienie najbardziej niebezpiecznych asteroid i komet z odpowiednim wyprzedzeniem, abyśmy mogli coś z nimi zrobić” – powiedziała Amy Mainzer, dyrektor ds. badań w NEO Surveyor i profesor na Uniwersytecie Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles. „Naszym celem jest zbudowanie statku kosmicznego, który będzie w stanie znaleźć, śledzić i charakteryzować obiekty, które mają największe szanse na uderzenie w Ziemię. Przy okazji dowiemy się wiele o ich pochodzeniu i ewolucji”.
Dolna część mapy pokazuje te same trzy asteroidy oglądane w świetle podczerwonym. Wydają się mieć tę samą jasność, niezależnie od ich albedo. Obiekty tej samej wielkości będą emitować mniej więcej taką samą ilość światła podczerwonego w wyniku nagrzania przez słońce. Teleskopowi na podczerwień łatwiej jest dostrzec małą, ciemną asteroidę, ponieważ wykrywa ona sygnaturę cieplną obiektu, a nie niewielkie ilości odbitego światła słonecznego.
Źródło: NASA/JPL-Caltech
Oprzyrządowanie i montaż
Jedynym instrumentem statku kosmicznego jest teleskop. Klockowaty aluminiowy korpus teleskopu, wielkości mniej więcej zestawu pralko-suszającego, zwany ławką optyczną, został zbudowany w JPL czysty pokój. Znany jako teleskop anastygmatowy z trzema zwierciadłami, będzie on opierał się na zakrzywionych zwierciadłach, aby skupiać światło na detektorach podczerwieni w sposób minimalizujący aberracje optyczne.
„Starannie zarządzaliśmy produkcją zwierciadeł teleskopu statku kosmicznego, a do lipca wszystkie zwierciadła trafiły do pomieszczenia czystego JPL” – powiedział Brian Monacelli, główny inżynier optyczny w JPL. „Jego lustra zostały ukształtowane i wypolerowane z litego aluminium przy użyciu tokarki diamentowej. Każdy z nich przekracza wymagania misji.”
Monacelli sprawdził powierzchnie zwierciadeł pod kątem zanieczyszczeń i uszkodzeń, a następnie w sierpniu zespół techników i inżynierów optomechanicznych z JPL przymocował zwierciadła do stołu optycznego teleskopu. Następnie zmierzą działanie teleskopu i ustawią jego zwierciadła.
Optymalizacja technologii statków kosmicznych
Uzupełnieniem zespołu zwierciadeł są znajdujące się w teleskopie detektory rtęciowo-kadmowo-telurkowe, które są podobne do detektorów używanych przez niedawno wycofaną misję NASA NEOWISE (skrót od Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer). Zaletą tych detektorów jest to, że nie wymagają one koniecznie chłodnic kriogenicznych ani kriogenów w celu obniżenia temperatury roboczej w celu wykrycia długości fal podczerwonych. Chłodnice kriogeniczne i kriogeny mogą ograniczyć żywotność statku kosmicznego. Zamiast tego NEO Surveyor zachowa chłód, wykorzystując dużą osłonę przeciwsłoneczną do blokowania nagrzewania teleskopu przez światło słoneczne i zajmując orbitę poza orbitą Księżyca, minimalizując nagrzewanie się Ziemi.
Teleskop zostanie ostatecznie zainstalowany w obudowie instrumentu statku kosmicznego, która jest montowana w historycznym pomieszczeniu czystym JPL High Bay 1, w którym odbywają się misje NASA, takie jak Voyager, Cassinii Wytrwałość zostały skonstruowane. Wykonana z ciemnego materiału kompozytowego, który umożliwia ucieczkę ciepła, obudowa pomoże utrzymać chłód teleskopu i zapobiegnie zaciemnianiu obserwacji przez własne ciepło.
Wspólne wysiłki i przyszłe kroki
Po ukończeniu w nadchodzących tygodniach obudowa zostanie przetestowana, aby upewnić się, że wytrzyma trudy eksploracji kosmosu. Następnie zostanie zamontowany z tyłu osłony przeciwsłonecznej i na systemach elektronicznych, które będą zasilać i sterować statkiem kosmicznym.
„Cały zespół przez długi czas ciężko pracował, aby dojść do tego punktu i jesteśmy podekscytowani widokiem sprzętu, który powstał dzięki wkładowi naszych współpracowników instytucjonalnych i przemysłowych z całego kraju” – powiedział Tom Hoffman, kierownik projektu w NEO Surveyor w JPL. „Od paneli i kabli do obudowy instrumentu po detektory i zwierciadła teleskopu, a także komponenty do budowy statku kosmicznego — wytwarzany, dostarczany i montowany jest sprzęt potrzebny do budowy tego niesamowitego obserwatorium”.
Montaż NEO Surveyora można oglądać 24 godziny na dobę, siedem dni w tygodniu, za pośrednictwem serwisu Kamera na żywo JPL.
Więcej o NEO Surveyor
Misja NEO Surveyor stanowi dla NASA ważny krok w kierunku osiągnięcia wyznaczonego przez Kongres USA celu, jakim jest odkrycie i scharakteryzowanie co najmniej 90% obiektów bliskich Ziemi o średnicy większej niż 460 stóp (140 metrów) i znajdujących się w promieniu 30 milionów mil (48 milionów kilometrów) orbity naszej planety. Obiekty tej wielkości mogą spowodować znaczne szkody regionalne lub, co gorsza, w przypadku uderzenia w Ziemię.
Za misję odpowiada Wydział Nauk Planetarnych NASA w ramach Dyrekcji Misji Naukowych; nadzór nad programem zapewnia Biuro Koordynacji Obrony Planetarnej, które utworzono w 2016 r. w celu zarządzania bieżącymi wysiłkami agencji w zakresie obrony planetarnej. Biuro programu misji planetarnych NASA w Centrum lotów kosmicznych Marshalla zapewnia zarządzanie programem dla NEO Surveyor.
Projekt jest rozwijany przez JPL i prowadzony przez dyrektor ds. badań Amy Mainzer w firmie Uniwersytet Kalifornijski. Na budowę statku kosmicznego i jego oprzyrządowania zlecono uznanym firmom z branży lotniczej i inżynieryjnej, w tym BAE Systems, Space Dynamics Laboratory i Teledyne. Laboratorium Fizyki Atmosfery i Przestrzeni Kosmicznej na Uniwersytecie Kolorado w Boulder będzie wspierać operacje, a IPAC-Caltech w Pasadenie w Kalifornii jest odpowiedzialne za przetwarzanie danych z ankiet i tworzenie produktów zawierających dane misji. Caltech zarządza JPL dla NASA.
