앞으로 10년 동안 NASA는 정말 인상적인 시설을 우주로 보낼 것입니다. 여기에는 다음과 같은 차세대 우주 망원경이 포함됩니다. 제임스 웹 우주 망원경 (JWST) 및 광시야 적외선 우주 망원경 (우선). 에 의해 설립된 기반 위에 구축허블, WFIRST는 고급 장비 제품군을 사용하여 우주의 가장 깊은 신비를 조사할 것입니다.
이러한 장비 중 하나는 망원경이 외계 행성을 명확하게 볼 수 있게 해주는 코로나그래프입니다. 이 악기는 최근 완성된 예비 설계 검토 NASA가 수행한 개발의 주요 이정표입니다. 이는 기기가 모든 설계, 일정 및 예산 요구 사항을 충족했으며 이제 다음 개발 단계로 진행할 수 있음을 의미합니다.
크로노그래프는 WFIRST의 행성 사냥 장비의 중요한 부분입니다. 일반적으로 외계행성을 직접 촬영하는 것은 부모 별에서 오는 강렬한 눈부심 때문에 어렵습니다. 이 빛은 행성의 표면이나 대기에서 반사되는 빛보다 몇 배나 더 강력합니다. 이러한 이유로 외계행성의 존재를 나타내는 작은 빛의 흔적은 재래식 기기에서 잘 보이지 않습니다.
그러나 별의 강렬한 눈부심을 상쇄함으로써 천문학자들은 별을 공전하는 행성을 발견할 가능성이 훨씬 더 높아집니다. 이것은 별의 밝기 감소를 모니터링하는 간접적인 방법에 의존하기 보다는 외계행성을 직접 연구할 수 있다는 추가적인 이점을 제공합니다. 교통수단 ) 또는 행성계의 존재를 나타내는 앞뒤로 움직이는 징후( 방사형 속도 방법 ).
이에 비해, 직접 이미징 방법 행성의 표면과 대기에서 직접 스펙트럼을 얻을 수 있는 능력과 같은 많은 이점을 제공합니다. 이를 통해 행성의 구성과 대기의 구성을 보다 정확하게 평가할 수 있습니다. 즉, 지표수, 산소-질소 대기 등을 포함합니다. 이 모든 것은 행성이 잠재적으로 거주할 수 있는지 여부를 결정하는 데 중요합니다.
NASA 제트 추진 연구소의 WFIRST(광역 적외선 조사 망원경) 프로젝트 과학자인 Jason Rhodes는 다음과 같이 말했습니다. 설명 :
'우리가 하려고 하는 것은 행성에서 캡처한 모든 광자에 대해 별에서 10억 광자를 상쇄하는 것입니다... WFIRST를 사용하면 이러한 큰 행성의 이미지와 스펙트럼을 얻을 수 있으며, 궁극적으로 표면에 액체 상태의 물이 있거나 우리와 같은 생명체의 흔적이 있을 수 있는 작은 암석 행성을 보는 미래의 임무에 사용될 것입니다.”
ESO의 초거대 망원경 간섭계(Very Large Telescope Interferometer)에서 ESO의 GRAVITY 기기를 사용하여 직접 관찰한 외계행성 HR8799e의 삽화. 이미지 크레디트: ESO/L. 칼사다
WFIRST의 코로나그래프 기기(일명 '별안경')는 마스크, 프리즘, 감지기 및 2개의 자체 굴곡 거울로 구성된 다층 구조의 매우 복잡한 기술입니다. 이 거울은 망원경 광학의 작은 변화를 보상하기 위해 들어오는 빛을 수용하기 위해 실시간으로 모양을 변경하는 핵심 구성 요소입니다.
첨단 '마스크' 및 기타 구성 요소(집합적으로 '능동 파면 제어'로 알려져 있음)와 함께 이 미러는 코로나그래프의 차광 요소 가장자리 주위에서 구부러지는 광파로 인한 간섭을 제거합니다. 이것의 최종 결과는 별빛이 흐려지는 반면 희미하게 빛나는 물체(이전에는 볼 수 없었음)가 나타나는 것입니다.
WFIRST의 코로나그래프는 이전의 코로나그래프보다 100~1,000배 더 많은 기능을 제공할 뿐만 아니라 기술 시연자 그것은 외계 행성을 찾는 데 도움이 되는 효과를 테스트할 것입니다. 이러한 테스트는 확대된 버전이 더 큰 망원경에 추가될 수 있는 길을 열어줄 것입니다. 4개의 제안된 전망대 그것은 2030년대까지 우주로 보내질 것입니다.
여기에는 다음이 포함됩니다. 대형 자외선/광학/적외선 측량사 (루부아르), 기원 우주 망원경 (OST), 그리고 살쾡이 엑스레이 측량사 . 더 크고 더 발전된 코로나그래프를 사용하여 이 망원경은 태양에 더 가깝게 공전하는 더 작은 행성의 단일 픽셀 '이미지'를 생성할 수 있습니다(여기에서 암석 행성이 가장 많이 발견될 가능성이 있음).
이 이미지의 빛이 분광기로 분석되면 천문학자들은 이전과는 다른 방식으로 생명의 징후(일명 생체특징)를 찾을 수 있게 될 것입니다. 로즈가 말했듯이:
“WFIRST를 통해 우리는 미래의 임무에 사용될 기술을 입증하는 것을 목표로 이 큰 행성의 이미지와 스펙트럼을 얻을 수 있을 것입니다. 우리와 같은 삶의 흔적까지도.'
WFIRST에 코로나그래프를 포함하는 것은 허블(1990년 이후 궤도에 있음)이 이 기술을 포함하는 유일한 NASA 천체 물리학 주력 임무이기 때문에 첫 번째 임무이기 때문에 중요합니다. 물론 허블의 코로나그래프는 WFIRST가 사용하는 것보다 훨씬 간단하고 덜 정교한 기술 버전이었습니다.
James Webb 우주 망원경은 더 일찍(현재 2021년 발사 예정) 출시될 예정이며 기술도 탑재되지만 WFIRST와 같은 별빛 억제 기능을 자랑하지는 않습니다. 따라서 WFIRST는 코로나그래프 기술을 사용하는 세 번째 주력 임무가 되지만 가장 정교하기도 합니다.
Rhodes는 'WFIRST는 [행성과 별을 구별하는 능력에서] 지금까지 비행한 어떤 다른 코로나그래프보다 2~3배 더 강력해야 합니다.'라고 말했습니다. '단순한 기술 데모일지라도 정말 매력적인 과학에 대한 기회가 있어야 합니다.'
멀리 떨어진 별 주위에 있는 파편의 원반에 대한 예술가의 인상. 크레딧: NASA/JPL
이러한 종류의 코로나그래프 기술은 또한 초기 형성 단계에 있는 항성계를 촬영한 이미지 중 가장 선명한 이미지를 제공할 수 있습니다. 이것은 별이 거대한 먼지와 가스 원반으로 둘러싸여 있는 반면 행성은 강착 물질로 천천히 형성되는 것이 특징입니다. 현재 이 원반을 연구하는 가장 좋은 방법은 모성에서 흡수된 열을 이미지화할 수 있는 적외선 조사를 이용하는 것입니다.
JPL의 천문학자이자 WFIRST 코로나그래프의 기기 기술자인 Vanessa Bailey는 다음과 같이 말했습니다. 설명 :
“오늘날 우리가 다른 별 주위에서 볼 수 있는 파편 원반은 우리 태양계에 있는 것보다 더 밝고 무겁습니다. WFIRST의 코로나그래프 장비는 주 소행성대, 카이퍼대 및 태양을 도는 다른 먼지와 같은 더 희미하고 더 확산된 디스크 물질을 연구할 수 있습니다.”
이러한 연구는 태양계가 어떻게 형성되었는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 기술이 임무의 첫 18개월 동안 성공적으로 시연되면 NASA는 '참여 과학자 프로그램'으로 알려진 것을 시작할 수 있습니다. 이러한 프로그램에 따라 코로나그래프는 과학계에 공개되어 보다 다양한 관찰자와 실험이 가능합니다.
예비 설계 검토는 임무의 모든 측면을 검토하도록 설계된 여러 가지 중 하나입니다. 각 검토는 포괄적이며 모든 개별 부품이 다른 부품과 함께 작동하도록 하기 위한 것입니다. 이번 디자인 리뷰가 완료되면서 코로나그래프의 개발 일정이 빠른 속도로 진행되고 있습니다.
광학 엔지니어 Camilo Mejia Prada가 NASA JPL에서 WFIRST의 코로나그래프 테스트베드 내부에 조명을 비추고 있습니다. 출처: NASA/JPL-Caltech/Matthew Luem
이것은 허가를 받는 WFIRST 임무의 두 번째 주요 구성 요소입니다. 2억 8,800만 화소 다중 대역 근적외선 카메라인 광시야 장비는 100배 더 넓은 분야에서 허블이 달성한 것과 비슷한 이미지의 선명도를 제공합니다. 이 카메라는 우주 망원경의 주요 장비로 간주됩니다.
Rhodes가 말했듯이 WFIRST 임무는 다음과 유사한 역사적인 임무가 될 것입니다.화성 길잡이1997년 화성에 착륙한 임무입니다. 이것은 로버(체류자) 결국 화성에 들어갈 핵심 기술과 방법을 검증했습니다. 영혼 , 기회 , 호기심 ,그리고 2020년 3월 로버.
'그것은 기술 데모였습니다.'라고 Rhodes가 말했습니다. “목표는 로버가 화성에서 작동한다는 것을 보여주는 것이었습니다. 그러나 그것은 일생 동안 매우 흥미로운 과학을 계속했습니다. 그래서 우리는 WFIRST의 코로나그래프 기술 데모에서도 마찬가지일 것이라고 희망합니다.”
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