NASA’nın stratosferik balon görevi dev aynalı teleskop alıyor

Uzayda çalışmak üzere tasarlanan teleskoplar, yerde çalışması amaçlananlardan farklı şekilde inşa edilmelidir. Peki ya arada çalışan teleskoplar?

Yaklaşan bir NASA görevi, Antarktika’nın 130.000 fit (yaklaşık 40.000 metre) yukarısına bir teleskop göndermek için futbol sahasından daha büyük bir balon kullanacak. Bu yükseklikten teleskop, bazı galaksilerde yıldız oluşumunu engelleyen ve onları etkili bir şekilde öldüren bir fenomeni inceleyecek.

Milimetre-altı dalga boylarında Yüksek Spektral Çözünürlüklü Gözlemler için Astrofizik Stratosferik Teleskop veya ASTHROS olarak adlandırılan görev, yüksek irtifa balonunda uçmak için şimdiye kadarki en büyük aynaya bağlı bir birincil ayna (bu teleskopun ana ışık toplama aracı) kullanacak. 8,2 fit (2,5 metre) aynanın yapımı bu ay tamamlandı. Onu tasarlamak ve inşa etmek, iki temel talep nedeniyle zor oldu: Ayna ve destek yapısı, balonla seyahat etmek için son derece hafif olmalı, ancak Dünya’nın yerçekiminin neredeyse mükemmel parabolik şeklini yaklaşık 0,0001’den fazla deforme etmesini engelleyecek kadar güçlü olmalıdır. inç (2,5 mikrometre)—insan saçının genişliğinin bir kısmı.

NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı tarafından yönetilen ASTHROS, Aralık 2023’ten daha erken olmayacak ve Güney Kutbu’nu dört haftaya kadar çevreleyecek. Ajansın Virginia’daki Wallops Uçuş Tesisi tarafından işletilen NASA’nın Bilimsel Balon Programı, her yıl 10 ila 15 balon görevi başlatıyor. Bu görevler tipik olarak uzay görevlerinden daha az maliyetlidir ve erken planlamadan konuşlandırmaya geçmek için daha az zaman alır ve gelecekteki uzay görevlerinde kullanılabilecek yeni teknolojileri kullanırlar.

Stratosferin yukarısında, ASTHROS, uzak kızılötesi olarak adlandırılan bir aralıkta, Dünya atmosferi tarafından engellenen ışığın dalga boylarını gözlemleyecektir. Büyük aynası, teleskopun daha sönük ışık kaynaklarını gözlemleme ve bu kaynakların daha ince ayrıntılarını çözme yeteneğini artıracaktır.

Bu yetenekler, misyonun yıldızların geri bildirimini, gaz ve toz bulutlarının – yıldızları oluşturan bileşenler – galaksilerde, bazen de yıldız oluşumunun tamamen durduğu noktaya kadar dağılma sürecini inceleme yaklaşımı için çok önemlidir. Yaşayan yıldızlardan patlamalar ve süpernova olarak büyük yıldızların patlayıcı ölümleri de dahil olmak üzere birçok süreç geri bildirime katkıda bulunur. ASTHROS, galaksimizde bu süreçlerin gerçekleştiği birkaç yıldız oluşturan bölgeye bakacak ve gazın dağılımı ve hareketinin yüksek çözünürlüklü 3B haritalarını oluşturacaktır. Misyon ayrıca, geri bildirimin büyük ölçeklerde ve farklı ortamlarda nasıl gerçekleştiğini görmek için milyonlarca yıldız içeren uzak galaksilere de bakacak.

JPL’de ASTHROS baş araştırmacısı Jorge Pineda, “Geri bildirimi, tek tek yıldızlar ölçeğinde, galaksiler ölçeğinde bir etkisinin olduğu yere kadar, nereden kaynaklandığını keşfetmek zor” dedi. “Büyük bir aynayla bu ikisini birbirine bağlayabiliriz.”

Zorlukla karşılaşmak

NASA, İtalya’da bir optik şirketi olan Media Lario ile ASTHROS’un birincil ayna, ikincil ayna ve destekleyici yapı (beşik olarak adlandırılan) dahil olmak üzere tam teleskop ünitesini tasarlaması ve üretmesi için sözleşme yaptı. Media Lario daha önce hafif kızılötesi ve optik teleskop aynaları üretmek için benzersiz bir yöntem geliştirmişti; bu, şirketin Şili’deki 66 yer tabanlı teleskoptan oluşan bir grup olan Atacama Büyük Milimetre Dizisinin birincil aynaları için birçok panel üretmek için kullandığı bir yöntemdi.

ASTHROS birincil aynası, üretimi tek parça bir aynadan önemli ölçüde daha kolay olan dokuz panele sahiptir. Ayna panellerinin büyük bir kısmı, toplam kütlesini azaltan bir petek yapı şeklinde oluşturulmuş hafif alüminyumdan oluşur. Panel yüzeyleri nikelden yapılmıştır ve uzak kızılötesi dalga boylarında aynanın yansıtıcılığını artıran altınla kaplanmıştır.

ASTHROS ekibi, teleskop kalktıktan sonra panellerin hizalanmasında ince ayar yapamayacağından, aynayı destekleyen kızağın hafif olması, ancak herhangi bir deformasyonu önlemek için son derece güçlü ve sert olması gerekir. Karbon fiber hile yapardı. Böylece, beşik ve diğer yapısal bileşenleri inşa etmek için Media Lario, tipik olarak rekabetçi yarış tekneleri ve arabaları için özel yapılar üreten İtalya’daki yerel şirketlere yöneldi.

JPL’deki ASTHROS proje yöneticisi Jose Siles, “Bunun muhtemelen yüksek irtifa balon görevi için yapılmış en karmaşık teleskop olduğunu düşünüyorum” dedi. “Uzay teleskobuna benzer spesifikasyonlarımız vardı, ancak daha sıkı bir bütçe, program ve kütle vardı. Benzer dalga boylarında gözlem yapan yer tabanlı teleskoplardan gelen teknikleri, profesyonel yelkenli yarış tekneleri için kullanılan gelişmiş üretim teknikleriyle birleştirmemiz gerekiyordu. Bu oldukça benzersiz.”

Media Lario, tam teleskop ünitesini Temmuz ayı sonlarında NASA’ya teslim edecek. Bundan sonra, ASTHROS ekibi onu gondol (tüm yükü tutan ve balona bağlanan yapı) ve diğer önemli bileşenlerle entegre edecek. Ardından, her şeyin uçuşa hazır olduğundan emin olmak için bir dizi teste başlayacaklar.