NASA’nın gökyüzünü haritalamak için tasarlanan SPHEREx uzay teleskobu hazırlıklarının son aşamasında. Yaşam için gerekli olan su ve elementlerin kökenlerini, galaksi oluşumunu ve evrenin erken genişlemesini incelemek üzere Nisan 2025’te başlayacak. Kızılötesinde çalışan SPHEREx’in verileri küresel bir ekip tarafından analiz edilecek ve kamuya açıklanacak. Kredi bilgileri: Caltech
Temel unsurlar bir araya geliyor NASASPHEREx misyonu, evrenin daha önce benzeri olmayan bir haritasını oluşturacak bir uzay teleskopu.
NASA’nın SPHEREx uzay teleskobu, Dünya yörüngesine vardığında ve tüm gökyüzünün haritasını çıkarmaya başladığında göründüğü gibi görünmeye başlıyor. Evrenin Tarihi için Spekto-Fotometre, Yeniden İyonlaşma Çağı ve Buz Gezgini kelimelerinin kısaltması olan SPHEREx, yaklaşık 2,6 metre yüksekliğinde ve yaklaşık 3,2 metre genişliğinde olmasına rağmen bir megafonu andırıyor. Gözlemevine kendine özgü şeklini veren koni şeklindeki yapısıdır. foton Kalkanlar, NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda temiz bir odada bir araya getiriliyor.
NASA’nın SPHEREx misyonunda görev yükü yönetici yardımcısı ve yük sistemi mühendisi olan Sara Susca, uzay aracının foton kalkanlarından birine bakıyor. Bu eşmerkezli koniler, teleskopu, teleskopun dedektörlerini bastırabilecek Güneş ve Dünya’dan gelen ışık ve ısıdan korur. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Ekranlama ve Çalıştırma
Her biri diğerinin içine yerleştirilmiş üç koni, SPHEREx’in teleskopunu Güneş ve Dünya’nın ışık ve ısısından korumak için çevreleyecek. Uzay aracı, her yıl iki tüm gökyüzü haritasını tamamlamak için, bir kürenin içini tarar gibi gökyüzünün her bölümünü tarayacak.
NASA’nın SPHEREx teleskobuna yönelik koruyucu foton kalkanlarından birinin bir kısmı burada Stockton, Kaliforniya’daki Uygulamalı Havacılık ve Uzay Yapılarında monte edilirken gösterilmektedir. Kredi bilgileri: AACS
“SPHEREx’in oldukça çevik olması gerekiyor çünkü uzay aracının gökyüzünü tararken nispeten hızlı hareket etmesi gerekiyor” dedi JPLSara Susca, görevin yük yöneticisi yardımcısı ve yük sistemleri mühendisi. “Öyle görünmüyor ama kalkanlar aslında oldukça hafif ve sandviç gibi malzeme katmanlarından yapılmış. Dışında alüminyum levhalar var ve içinde kartona benzeyen, hafif ama sağlam bir alüminyum petek yapısı var.”
NASA’nın SPHEREx’i eşi benzeri olmayan bir gökyüzü haritası oluşturacak. Görevin en ileri bilimi gerçekleştirmek için kullandığı bazı özel donanımlara göz atın. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Misyon Hedefleri
SPHEREx, en geç Nisan 2025’te piyasaya sürüldüğünde, bilim adamlarının suyun ve yaşam için gerekli diğer temel bileşenlerin nereden geldiğini daha iyi anlamalarına yardımcı olacak. Bunu yapmak için misyon, yeni yıldızların doğduğu ve sonunda gezegenlerin oluştuğu yıldızlararası gaz ve toz bulutlarındaki su buzunun bolluğunu ölçecek. Ürettikleri kolektif ışığı ölçerek galaksilerin kozmik tarihini inceleyecek. Bu ölçümler galaksilerin ne zaman oluşmaya başladığını ve oluşumlarının zaman içinde nasıl değiştiğini anlamaya yardımcı olacak. Son olarak SPHEREx, milyonlarca galaksinin birbirine göre konumunu haritalandırarak evrenin Büyük Patlama’dan saniyenin çok küçük bir bölümündeki hızlı genişlemesinin veya şişmesinin nasıl gerçekleştiğine dair yeni ipuçları arayacak.
NASA’nın SPHEREx misyonunun mekanik entegrasyon lideri Amelia Quan, uzay teleskopunu soğuk tutmaya yardımcı olacak bir donanım parçası olan V-oluklu radyatörle görülüyor. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Serin ve Kararlı
SPHEREx tüm bunları, insan gözünün görebileceği görünür ışıktan daha uzun bir dalga boyu aralığı olan kızılötesi ışığı tespit ederek yapacak. Kızılötesi ışığa bazen ısı radyasyonu da denir çünkü tüm sıcak nesneler onu yayar. Teleskop bile kızılötesi ışık yaratabilir. Bu ışık dedektörlerine müdahale edeceğinden teleskopun soğuk tutulması gerekiyor; eksi 350 derecenin altında Fahrenhayt (yaklaşık eksi 210 derece santigrat).
Dış foton kalkanı Güneş’ten ve Dünya’dan gelen ışığı ve ısıyı engelleyecek ve koniler arasındaki boşluklar ısının teleskopa doğru içeriye doğru ilerlemesini engelleyecektir. Ancak SPHEREx’in soğuk çalışma sıcaklığına inmesini sağlamak için V-oluklu radyatör adı verilen bir şeye de ihtiyacı var: her biri baş aşağı bir şemsiye gibi üst üste dizilmiş üç konik ayna. Foton kalkanlarının altında yer alan her biri kızılötesi ışığı yeniden yönlendiren ve böylece kalkanlar arasındaki boşluklardan uzaya sıçrayan bir dizi takozdan oluşuyor. Bu, bilgisayar ve elektronik aksamı içeren oda sıcaklığındaki uzay aracı veriyolundan destekler aracılığıyla taşınan ısıyı ortadan kaldırır.
Görevin yük yöneticisi JPL’den Konstantin Penanen, “Sadece SPHEREx’in ne kadar soğuk olduğuyla ilgilenmiyoruz, aynı zamanda sıcaklığının da aynı kalmasıyla ilgileniyoruz” dedi. “Sıcaklık değişirse dedektörün hassasiyeti değişebilir ve bu da yanlış sinyal olarak algılanabilir.”
NASA’nın SPHEREx görevine yönelik teleskop JPL’de teste tabi tutuluyor. Teleskobu Güneş ve Dünya’dan gelen ışık ve ısıdan koruyan üç eşmerkezli koninin koruması altında kalarak gökyüzünün mümkün olduğu kadar çoğunu görebilmesi için tabanı eğilmiştir. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Gökyüzündeki Göz
SPHEREx’in kalbi elbette üç ayna ve altı dedektör kullanarak uzak kaynaklardan kızılötesi ışık toplayan teleskopudur. Teleskop, foton kalkanlarının koruması altında kalarak gökyüzünün mümkün olduğu kadar çoğunu görebilmesi için tabanı üzerine eğilmiştir.
Ball Aerospace tarafından Boulder, Colorado’da inşa edilen teleskop, mayıs ayında Pasadena, California’daki Caltech’e ulaştı ve burada dedektörler ve V-oluklu radyatörle entegre edildi. Daha sonra JPL’de mühendisler onu, teleskopun uzaya roket yolculuğu sırasında dayanacağı sarsıntıyı simüle eden bir titreşim masasına sabitlediler. Bundan sonra Caltech’e geri döndü ve burada bilim adamları, titreşim testinin ardından aynalarının hala odakta olduğunu doğruladılar.
NASA’nın SPHEREx’i bu filtreleri, bilim adamlarının bir nesnenin bileşimini incelemek veya ne kadar uzakta olduğunu ölçmek için kullanabileceği bir teknik olan spektroskopiyi gerçekleştirmek için kullanacak. Yaklaşık bir kırıcı büyüklüğündeki her filtre, kızılötesi ışığın belirli bir dalga boyu dışındaki tümünü engelleyen birden fazla bölüme sahiptir. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
SPHEREx’in Kızılötesi ‘Vizyonu’
SPHEREx’in teleskopunun içindeki aynalar uzaktaki nesnelerden ışık topluyor, ancak misyonun gözlemlemeye çalıştığı kızılötesi dalga boylarını “görebilen” dedektörler.
Güneşimiz gibi bir yıldız görünür dalga boylarının tamamını yayar, dolayısıyla beyazdır (her ne kadar Dünya’nın atmosferi onun böyle olmasına neden olsa da). gözlerimize daha sarı görün). Bir prizma bu ışığı bileşen dalga boylarına, yani gökkuşağına bölebilir. Buna spektroskopi denir.
SPHEREx, spektroskopi gerçekleştirmek için dedektörlerinin üzerine yerleştirilmiş filtreleri kullanacak. Yalnızca bir kraker boyutunda olan her filtre, çıplak gözle bakıldığında yanardöner görünür ve kızılötesi ışığın belirli bir dalga boyu dışındaki tümünü bloke edecek birden fazla bölüme sahiptir. SPHEREx’in gözlemlediği her nesne, her bir segment tarafından görüntülenecek ve bilim adamlarının, ister yıldız ister galaksi olsun, o nesnenin yaydığı belirli kızılötesi dalga boylarını görmesine olanak sağlanacak. Toplamda teleskop 100’den fazla farklı dalga boyunu gözlemleyebilir.
Ve bundan yola çıkarak SPHEREx, daha önce görülmemiş evren haritaları oluşturacak.
NASA’nın SPHEREx Misyonu
SPHEREx, Washington’daki Bilim Misyon Müdürlüğü bünyesinde NASA’nın Astrofizik Bölümü’ne bağlı Jet Propulsion Laboratuvarı (JPL) tarafından yönetilmektedir. Ball Aerospace teleskopu inşa etti ve uzay aracı otobüsünü tedarik edecek. SPHEREx verilerinin bilimsel analizi, ABD ve Güney Kore’deki 10 kurumda bulunan bir bilim insanı ekibi tarafından gerçekleştirilecek. Veriler Caltech’teki IPAC’ta işlenecek ve arşivlenecektir. SPHEREx veri seti kamuya açık olacaktır.