NASA Bilim Adamı, Güneş’i 30 Yıl İçinde Dev Bir Teleskoba Dönüştürebileceğimizi Önerdi

Einstein'ın genel görelilik teorisinde kütle, uzay-zamanı büker. Yeterince büyük bir nesne (mesela bir kara delik veya bir yıldız), onu önemli miktarda eğirir. Gökbilimciler kozmosa bakarken düzenli olarak uzak nesnelerden gelen ışığın araya giren bir nesne tarafından büyütüldüğü ve ışığın yolunu değiştiren yerçekimsel mercekleri fark ederler.

Bu açıkça "çok havalı" olsa da, yerçekimsel mercekler teleskoplar arasında en ayarlanabilir olanı değildir. Büyük kitle koleksiyonunun olduğu yerle sınırlısınız. Sıradan bir teleskopu kendi etrafında döndürebilseniz de, galaktik bir kümenin hareket ettirilmesi söz konusu olduğunda yerçekimsel merceğinizi biraz sola bakacak şekilde ayarlamanızda iyi şanslar.

Ancak bazı bilim insanları, bunu biraz daha kolaylaştıracak, aynı zamanda da bize bakmak istediğimiz şey hakkında benzeri görülmemiş görüşler sunabilecek başka bir fikir öne sürdüler. ('de oturan devasa bir nesnemiz var)pek değil) yörüngemizin merkezi. Güneş'i teleskop olarak kullanarak bir nesneyi gözlemlemek için (güneş kütleçekim merceği (SGL) olarak bilinir) tek yapmamız gereken, ekipmanımızı Güneş'in karşı tarafına ve doğru konuma yerleştirmektir. Neyse ki, bir odak noktası yerine odak çizgisiyle çalıştığımız için bu daha kolay oluyor.

"Yer çekimi alanı Böyle bir teleskop yapma misyonunu ilk kez öneren Von Russel Eshleman şöyle açıklıyor: BM, uzak bir kaynaktan gelen radyasyonun yoğunluğunu yarı sonsuz bir odak çizgisi boyunca büyütmek için küresel bir mercek görevi görüyor." 1979 makalesi. "Prensipte bu hattın herhangi bir yerindeki bir uzay aracı, boyut ve güç açısından şu anda gezegenler arası mesafeler için kullanılanlarla karşılaştırılabilir ekipmanlar kullanarak yıldızlararası mesafeleri gözlemleyebilir, gizlice dinleyebilir ve iletişim kurabilir. Eğer koronal etkiler ihmal edilirse, tutarlı radyasyon için maksimum büyütme faktörü, dalga boyuyla ters orantılıdır; 1 milimetrede 100 milyondur."

Böyle bir teleskop kullanarak muhtemelen gözlemleyebiliriz. yabancı bir gezegenin yüzeyivar olan veya gelecekte ortaya çıkacak diğer teleskoplardan çok daha iyi performansa sahip öngörülebilir gelecekte. Yan not, ancak başka bir olasılık da dünyayı teleskopa çevirmekdaha az güçlü olsa da daha kolay bir başlangıç ​​projesi.

Eşdeğer güçlü bir teleskop yapmaktan çok daha ucuz ve basit olsa da, görev yine de inanılmaz derecede karmaşık olacaktır.

"Gerçekçi görev konseptleri, bilim operasyonlarını SGL odak çizgisi boyunca z ≃ 650-900 AU güneş merkezli mesafelerde yerleştirir; burada uzay aracı (i) güneş sınırının yakınında hassas bir hedeflemeyi sürdürmeli, (ii) piksel piksel örnekleme ve görüntü yeniden yapılandırma için görüntü düzleminde kontrollü yanal hareket yürütmeli ve (iii) güneş akışının ∼ 4,2 × 105 ila 8,1 × 105 olduğu durumlarda güç ve iletişimi sürdürmelidir. 1 AU'dan daha zayıf" diye açıklıyor yeni makale. "Bu mesafelerde güneş enerjisi, yüksek hızlı iletişim veya hassas kontrol için olanak sağlayan bir kaynak değildir; bilim aşaması boyunca radyoizotop veya fisyon gücü gereklidir."

1 AU'nun Dünya'dan Güneş'e ortalama mesafe olduğu göz önüne alındığında, bu, teleskop yapmak için kat edilmesi gereken oldukça fazla mesafedir. İnsanlığın en uzak uzay sondası Voyager 1 şu anda etrafta Güneş'ten 170 AUve oraya ulaşması neredeyse 50 yıl sürdü. Peki işleri hızlandırmak için ne yapabiliriz? Henüz hakem değerlendirmesinden geçmemiş olan yeni makalede, NASA'nın Jet Propulsion Laboratuvarı'nda çalışan bir bilim adamı olan Slava G. Turyshev, böyle bir görev için seçenekleri ortaya koyuyor. Kulağa çok "dışarıda" gibi gelse de, NASA böyle bir misyonu kendi projesinin bir parçası olarak düşünüyor. Yenilikçi Gelişmiş Konseptler girişimi.

Öncelikle Turyshev, geleneksel kimyasal itiş gücünün, bir dizi yerçekimi desteği kullanılsa bile, herhangi bir makul zaman diliminde bir yükü doğru konuma getirmek için tamamen yetersiz olduğunu açıklıyor. Bunun yerine güneş enerjisiyle yelken açmaya ve fizyonla çalışan nükleer elektrik tahrikine (NEP) baktı.

İkisi arasında, güneş yelkeniyle çalışan bir gemi kullanmanın, bu mesafeye makul bir zaman diliminde ulaşmanın en güvenilir yolu olacağını buldu. Görev, Güneş'e, ev sahibi yıldızımızın 0,04-0,08 AU yakınına kadar oldukça cesur bir yaklaşım gerektirecektir. yerçekimi yardımcısı. Turyshev, bu yöntemi kullanarak uzay aracının yaklaşık 25-40 yıl içinde 650 AU'ya ulaşabileceğini söylüyor. Ancak güneş yelkenleri fazla güç sağlayamıyor ve bu da misyonun taşıyabileceği yük miktarını sınırlıyor.

Bu arada NEP, daha ağır bir yük taşıyabiliyor ve kalan itici gazın, amaçlanan varış noktasına ulaştığında sondanın konumunu ayarlamak için kullanılabilmesi avantajına sahip. Bu sistem biraz daha yavaş olacaktır ancak NEP ve nükleer termal tahrikin birleşimi kullanılarak misyon bu mesafeye 20 yıldan kısa bir sürede ulaşabilir.

Ancak her ikisi de başlangıç ​​aşamasındaki teknolojilerdir. NASA yakın gelecekte böyle bir göreve başlamayı seçerse, bu teknolojinin ilerlemesiyle sınırlı olacaktır.

Turyshev, "Program açısından güvenilir bir 2035-2040 başlangıcı, mimari seçiminin 2030'ların başında gösterilebileceklerle uyumlu hale getirilmesini gerektirir" diye açıklıyor.

Bu açıdan bakıldığında, güneş yelkenleri gelişim aşamasında biraz daha ileridedir ve hatta test edilmiştir (bazen başarısızlıkla) uzayda. Hiçbir şekilde bitmiş bir anlaşmaya yakın olmasa da, arkasındaki uzak nesneleri görmek için kütlesini kullanmadan önce Güneş'in enerjisiyle yelken açmak oldukça havalı olurdu.

Kağıt ön baskı sunucusuna gönderilir arXiv.