NASA’nın EXCITE görevi bilimsel balon uçuşuna hazır

Bilim insanları ve mühendisler, EXCITE (EXoplanet Climate Infrared Telescope) adı verilen kızılötesi bir görevi uzayın sınırına kadar uçurmaya hazırlanıyor.

HEYECANLANDIRMAK kutup çevresi uzun süreli bilimsel balon uçuşları sırasında, güneş sistemimizin ötesindeki dünyalar veya dış gezegenler etrafındaki atmosferleri incelemek için tasarlanmıştır. Ancak önce, bir test uçuşunu tamamlaması gerekir NASA’nın 2024 sonbaharındaki bilimsel balon seferi New Mexico’daki Fort Sumner’dan.

NASA’nın Maryland, Greenbelt’teki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde görevin baş araştırmacısı olan Peter Nagler, “EXCITE, dünyanın yıldızının etrafında döndüğü süre boyunca veri toplayarak bize bir gezegenin atmosferi ve sıcaklığının üç boyutlu bir resmini verebilir” dedi.

“Bu tür ölçümlerden daha önce sadece bir avuç kadarı yapıldı. Bunlar, bir gezegeni birkaç gün boyunca takip edebilecek konumda çok kararlı bir teleskop gerektirir.”

EXCITE, her bir ila iki günde bir yörüngesini tamamlayan ve binlerce derecelik sıcaklıklara sahip olan dev gaz gezegenleri olan sıcak Jüpiterleri inceleyecek. Dünyalar gelgitsel olarak kilitlenmiş durumda, yani aynı taraf her zaman yıldıza bakıyor.

Teleskop, yıldıza bakan kavurucu yarımküreden nispeten daha soğuk olan gece tarafına kadar ısının gezegenin her tarafına nasıl dağıldığını gözlemleyecek.

Ayrıca, bir dünyanın atmosferindeki moleküllerin tüm yörünge boyunca ışığı nasıl emdiğini ve yaydığını belirleyecek, bu işleme faz-çözümlü spektroskopi adı verilir. Bu veriler yalnızca su, metan, karbondioksit ve diğerleri gibi bileşiklerin varlığını değil, aynı zamanda gezegen yıldızının yörüngesinde dönerken küresel olarak nasıl dolaştıklarını da ortaya çıkarabilir.

NASA’nın Hubble, James Webb ve emekli Spitzer uzay teleskopları bu ölçümlerden bir kısmını topladı.

Örneğin 2014 yılında Hubble ve Spitzer, WASP-43 b adlı bir dış gezegeni gözlemledi. Dünyanın 22 saatlik günü boyunca veri toplamak için bilim insanlarının Hubble’dan 60 saat ve Spitzer’dan 46 saat. Uzay tabanlı gözlemevlerinde bu tür kaynak yoğun çalışmalar zordur. Zaman sınırlı bir kaynaktır ve çalışmalar o zaman için yüzlerce başka taleple rekabet etmelidir.

“EXCITE, ilk bilimsel uçuşunda Antarktika’daki Columbia Bilimsel Balon Tesisi’nden bir düzine günden fazla uçmayı hedefliyor” dedi EXCITE ekibi üyesi ve Maryland Üniversitesi, Baltimore County ve NASA Goddard’da araştırma görevlisi olan Kyle Helson.

“Ve kutuplarda, inceleyeceğimiz yıldızlar batmıyor, bu yüzden gözlemlerimiz kesintiye uğramayacak. Görevin bilim camiasının kullanımına sunulan faz çözünürlüklü spektrumların sayısını etkili bir şekilde iki katına çıkarmasını umuyoruz.”

EXCITE, helyumla dolu bilimsel bir balon aracılığıyla yaklaşık 132.000 feet’e (40 kilometre) uçacak. Bu, onu Dünya atmosferinin %99,5’inin üzerine çıkarır. Bu irtifada, teleskop çok az girişimle birden fazla kızılötesi dalga boyunu gözlemleyebilecektir.

Arizona Eyalet Üniversitesi’nde lisansüstü araştırma asistanı ve EXCITE ekibi üyesi Lee Bernard, “Teleskop kızılötesi ışığı toplayıp spektrometreye iletiyor ve burada küçük bir engel parkurundan geçiyor” dedi.

“Aynalardan ve bir prizmadan sekerek dedektöre ulaşır. Her şey çok hassas bir şekilde hizalanmalıdır; merkezden sadece birkaç milimetre uzakta olsa ışık ulaşamaz.”

Spektrometre, teleskopun arkasında bulunan kriyostat adı verilen bir kabın içinde durur. Kriyostat, spektrometrenin dedektörünü soğutur—bir zamanlar Webb’in uçuş adayıydıNIRSpec (Yakın Kızılötesi Spektrografı)— eksi 210 santigrat derece (eksi 350 derece) sıcaklığa kadar ısıtılabiliyor, böylece kızılötesi ışıktaki en ufak yoğunluk değişimlerini bile ölçebiliyor.

Tüm teleskop ve kriyostat düzeneği, 50 mili saniyeye kadar sabit bir şekilde aşağı doğru bakabilmek için üç eksende dönebildiği kürekli tekne şeklindeki bir tabanda durmaktadır. Bu, 65 mil öteden bir ABD çeyrek madeni parasına sabit bir bakış tutmak gibidir.

“EXCITE’ın alt sistemlerine birkaç farklı kurum katkıda bulundu,” dedi Rhode Island, Providence’daki Brown Üniversitesi’nde EXCITE ekibi üyesi ve lisansüstü araştırma asistanı Tim Rehm. “Hepsinin bir araya gelip birlikte çalıştığını görmek harika. Bu test uçuşunu yapmaktan heyecan duyuyoruz ve gelecekte yapmayı umduğumuz tüm bilim uçuşlarını dört gözle bekliyoruz.”

EXCITE cihazı öncelikle NASA Goddard, Brown, Arizona Eyalet Üniversitesi ve Ontario’daki StarSpec Technologies tarafından inşa edildi; ayrıca ABD, Kanada, İtalya ve Birleşik Krallık’taki işbirlikçilerin ek desteğiyle üretildi.

NASA’nın bilimsel balonları, astrofizik, güneş fiziği ve atmosfer araştırmaları gibi alanlarda bilimsel araştırmalar yapmak ve teknoloji geliştirmek için yakın uzaya sık sık ve düşük maliyetli erişim sağlamanın yanı sıra, mühendislik ve bilim alanında gelecek nesil liderlerin yetiştirilmesine de olanak sağlıyor.