Landolta NASA Misja kosmiczna, której gospodarzem jest Uniwersytet George’a Masona, okrąży sztuczną gwiazdę w celu udoskonalenia kalibracji teleskopu i pomiarów astrofizycznych. Projekt ten ma na celu rozwój dokładność danych naukowych dotyczących ekspansji wszechświata i właściwości ciał niebieskich.
Uniwersytet George’a Masona pokieruje wartą 19,5 miliona dolarów misją kosmiczną Landolt NASA, przełomowym projektem, który wyniesie sztuczną „gwiazdę” na orbitę Ziemi. Ta sztuczna gwiazda umożliwi naukowcom kalibrację teleskopów i udoskonalenie pomiarów jasności gwiazd, od pobliskich gwiazd po odległe eksplozje supernowych w odległych galaktykach. Osiągając precyzyjną kalibrację strumienia absolutnego, misja zajmie się kluczowymi wyzwaniami astrofizycznymi, w tym zrozumieniem szybkości i przyspieszenia ekspansji Wszechświata.
„Ta misja to kolejna nowość dla Uniwersytetu George’a Masona i kamień milowy potwierdzający, że nasz wpływ jako głównego publicznego uniwersytetu badawczego naprawdę nie zna granic” – powiedział Gregory Washington, prezes Uniwersytetu George’a Masona. „To zaszczyt dla George’a Masona kierować tym wyjątkowym zespołem, który stara się poszerzać granice wiedzy dzięki współpracy profesora nadzwyczajnego College of Science Petera Plavchana z NASA, jednym z najbardziej prestiżowych partnerów badawczych George’a Masona”.
Poszerzanie zrozumienia astrofizycznego poprzez precyzję
Naukowcy już wiedzą, że Wszechświat się rozszerza i mierzą to rozszerzanie, analizując jasność gwiazd i fotony, które emitują na sekundę. Jednakże według Petera Plavchana, profesora fizyki i astronomii oraz głównego badacza Misji Landolt, bardziej precyzyjne pomiary mają kluczowe znaczenie dla odblokowania kolejnych przełomów w astrofizyce.
Nazwana na cześć zmarłego astronoma Arlo Landolta, który zebrał powszechnie używane katalogi jasności gwiazd w latach 70. i 90. XX w., misja ta wystrzeli w niebo w 2029 r. światło o znanej intensywności emisji fotonów, a zespół będzie je obserwował obok prawdziwych gwiazd do tworzenia nowych katalogów jasności gwiazd. Satelita (sztuczna gwiazda) będzie wyposażony w osiem laserów świecących w naziemne teleskopy optyczne w celu skalibrowania ich do obserwacji. Wysiłek nie sprawi, że sztuczne gwiazdy będą tak jasne, aby można je było zobaczyć gołym okiem, ale można je zobaczyć za pomocą osobistego teleskopu w domu.
Szczegóły misji i wpływ na pomiary astronomiczne
„Ta misja koncentruje się na pomiarach podstawowych właściwości używanych codziennie w obserwacjach astronomicznych” – powiedział Eliad Peretz, naukowiec zajmujący się misją Goddard i instrumentami NASA oraz zastępca głównego badacza Landolta. „Może mieć wpływ i zmienić sposób, w jaki mierzymy lub rozumiemy właściwości gwiazd, temperatury powierzchni i możliwość zamieszkania na egzoplanetach”.
Sztuczna gwiazda będzie okrążać Ziemię na wysokości 22 236 mil nad poziomem morza, czyli na tyle daleko, że będzie wyglądać jak gwiazda dla teleskopów znajdujących się na Ziemi. Orbita ta pozwala również na poruszanie się z tą samą prędkością obrotu Ziemi, utrzymując ją na miejscu nad Stanami Zjednoczonymi przez pierwszy rok jej pobytu w kosmosie. „To jest to, co uważa się za misję infrastrukturalną dla NASA, polegającą na wspieraniu nauki w sposób, o którym wiedzieliśmy, że musimy to zrobić, ale z transformacyjną zmianą w sposobie, w jaki to robimy” – wyjaśnił Plavchan.
Współpraca i infrastruktura misji
Ładunek wielkości przysłowiowego pudełka na chleb zostanie zbudowany we współpracy z Narodowym Instytutem Standardów i Technologii (NIST), światowym liderem w dziedzinie pomiarów foton emisje. „Ta kalibracja przy znanej długości fali i mocy lasera usunie skutki filtracji światła przez atmosferę i umożliwi naukowcom znaczną poprawę pomiarów” – wyjaśnił Peter Pachowicz, profesor nadzwyczajny na Wydziale Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej Masona, który kieruje tym elementem misji.
Pracownicy George’a Masona i studenci z Mason’s College of Science oraz College of Engineering and Computing będą współpracować z NASA, NIST i dziewięcioma innymi organizacjami nad pierwszym w swoim rodzaju projektem dla uniwersytetu w rejonie Waszyngtonu. Pachowicz dodał: „To niezwykle ekscytująca szansa dla George’a Masona i naszych studentów. Nasz zespół zaprojektuje, zbuduje i zintegruje ładunek, który – ponieważ leci bardzo wysoko na orbitę geostacjonarną – musi stawić czoła niesamowitym wyzwaniom”.
Zespół kontroli misji zlokalizowany w George Mason na terenie kampusu Fairfax obejmuje także firmę Blue Canyon Technologies; Kalifornijski Instytut Technologii; Laboratorium Krajowe Lawrence Berkeley; Uniwersytet Stanowy Mississippi; Planetarium w Montrealu i iREx/Uniwersytet w Montrealu; the Uniwersytet Florydy; Uniwersytet Hawajski; Uniwersytet Minnesoty w Duluth; i Uniwersytet Wiktorii.
Dzięki dokładniejszym pomiarom eksperci wykorzystają ulepszone dane z projektu do lepszego zrozumienia ewolucji gwiazd, stref mieszkalnych lub egzoplanet w pobliżu Ziemi, a także do udoskonalenia parametrów ciemnej energii, tworząc podwaliny pod kolejne wielkie postępy w odkryciach naukowych. „Kiedy patrzymy na gwiazdę przez teleskop, nikt dzisiaj nie jest w stanie określić szybkości fotonów ani jasności z niej pochodzącej z pożądaną dokładnością” – powiedział Plavchan, który jest także dyrektorem Obserwatoriów Masona w Fairfax. „Będziemy teraz dokładnie wiedzieć, ile fotonów na sekundę wychodzi z tego źródła z dokładnością do 0,25 procent”.
„Kalibracja strumienia jest niezbędna w badaniach astronomicznych” – wyjaśniła Susana Deustua z NIST, fizyk w Grupie Teledetekcji NIST. „Nieustannie pytamy: «Jak duży? Jak jasny? Jak daleko?’ a następnie zastanów się: „Z czego zbudowany jest wszechświat?” Czy jesteśmy sami? Dokładne odpowiedzi wymagają precyzyjnych pomiarów i doskonałej charakterystyki instrumentu” – powiedział Deustua.
