NASA는 뉴 월드 미션 컨셉 (일명 일명) 덕분에 최근 몇 년 동안 많은 발전을 이루었습니다. 스타 셰이드. 거대한 꽃 모양의 오 컬터로 구성된이 제안 된 우주선은 우주 망원경 (대부분 제임스 웹 우주 망원경)과 함께 배치됩니다. 그런 다음 먼 별의 눈부심을 차단하여 행성을 공전하는 행성을 더 쉽게 감지하고 연구 할 수 있도록 인공 일식을 만듭니다.
유일한 문제는,이 개념은 꽤 많은 비용이들 것으로 예상됩니다 –이 시점에서 약 7 억 5 천만 달러에서 30 억 달러로 추정됩니다! Stanford 교수 Simone D' Amico (외계 전문가 브루스 매킨토시 (Bruce Macintosh)의 도움으로)는 그 효과를 입증하기 위해 축소 된 버전의 개념을 제안하는 이유입니다. mDot로 알려진이 오컬 터는 동일한 작업을 수행하지만 적은 비용으로 수행합니다.
오 컬터의 목적은 간단합니다. 외계 행성을 사냥 할 때 천문학 자들은 주로 간접적 방법, 즉 가장 보편적 인 통과 방법에 의존해야한다. 여기에는 별과 관측자 사이를 통과하는 행성에 의한 광도의 딥에 대한 별 모니터링이 포함됩니다. 이러한 딥의 속도와 빈도를 측정함으로써 천문학 자들은 외계 행성의 크기와 궤도주기를 결정할 수 있습니다.
이 일식 시스템을 연구하고있는 Simone D' Amico는 Stanford University의 언론 보도에서 다음과 같이 설명했습니다.
“간접 측정을 사용하면 별 근처의 물체를 탐지하고 궤도주기와 별과의 거리를 파악할 수 있습니다. 이것은 중요한 정보이지만 직접 관찰하면 지구의 화학 성분을 특성화하고 생물학적 활동의 징후 인 생명을 관찰 할 수 있습니다.”
그러나이 방법은 또한 상당한 오 탐률을 겪고 있으며 일반적으로 지구 궤도의 일부가 호스트 스타와 지구 사이의 가시 선과 교차해야합니다. 별에서 나오는 빛이 행성에서 반사되는 빛보다 수십억 배 밝아지기 때문에 외계 행성 자체를 연구하는 것도 매우 어렵습니다.
이 반사광을 연구하는 능력은 외계 행성 대기에 대한 귀중한 데이터를 산출하기 때문에 특히 중요하다. 따라서 별의 간섭 광을 차단하기 위해 몇 가지 핵심 기술이 개발되고 있습니다. 오 컬터가 장착 된 우주선은 그러한 기술 중 하나입니다. 우주 망원경과 쌍을 이루는이 우주선은 별 앞에 인공 일식을 만들어 그 주위의 물체 (즉, 외계 행성)를 선명하게 볼 수 있습니다.
그러나 하나를 구축하는 데 드는 상당한 비용 외에도 크기 및 배포 문제도 있습니다. 이러한 임무를 수행하려면 오 컬터 자체의 직경이 27.5 미터 (90 피트) 정도 인 야구 다이아몬드 크기 여야합니다. 또한 지구와 여러 개의 지름과 같은 거리만큼 망원경과 분리되어야하며 지구의 궤도를 넘어서 배치되어야합니다. 이 모든 것이 다소 비싼 임무에 추가됩니다!
따라서 스탠포드의 조교수이자 SRL (Space Rendezvous Laboratory)의 책임자 인 D' Amico와 스탠포드 물리학과의 Bruce Macintosh (팀 브루스 매킨토시)가 미니어처 드 분산 형 Occulter / Telescope ( mDOT). mDOT의 주요 목적은 본격적인 미션에 대한 신뢰를 높이기 위해 저렴한 비용으로 기술을 시연하는 것입니다.
SRL의 대학원생 인 Adam Koenig는 다음과 같이 설명했다.
“지금까지이 외계 행 이미징 관측소 중 하나에 필요한 정교함을 가진 미션은 없었습니다. 이와 같은 일을하기 위해 본사에 수십억 달러를 요구할 때, 우리는 이미이 모든 것을 이미 비행했다고 말할 수있는 것이 이상적입니다. 이건 더 큰 것입니다.”
두 부분으로 구성된 mDOT 시스템은 최근 소형화 및 소형 위성 (smallsat) 기술 개발을 활용합니다. 첫 번째는 3 미터 직경의 별 모양이 장착 된 100kg 마이크로 위성입니다. 두 번째는 직경 10cm (3.937 인치)의 망원경을 운반하는 10kg 나노 위성입니다. 두 구성 요소는 공칭 간격이 1,000 킬로미터 (621 마일) 미만인 고 지구 궤도에 배치됩니다.
SRL의 동료의 도움으로 mDOT의 별 모양이 훨씬 작은 우주선의 제약 조건에 맞게 재구성되었습니다. Koenig가 설명했듯이이 축소 및 특수 설계된 스타 셰이드는 대규모의 꽃 모양 버전과 동일한 작업을 예산으로 수행 할 수 있습니다!
"이 특별한 기하학적 모양을 사용하면 별 모양 주위의 빛이 회절되어 스스로 사라질 수 있습니다." “그러면 중앙에 매우 깊은 그림자가 생깁니다. 그림자는 별의 빛이 근처 행성의 관측을 방해하지 않을 정도로 깊습니다.”
그러나 mDOT의 별 모양으로 생성 된 그림자는 지름이 수십 센티미터에 불과하기 때문에 나노 위성은 그 안에 머무르기 위해 조심스럽게 움직일 것입니다. 이를 위해 D' Amico와 SRL은 또한 나노 위성에 대한 자율 시스템을 설계하여 스타 셰이드로 형성 조작을 수행하고 필요할 때 형성을 중단하며 나중에 다시 연결시킬 수있게했다.
기술에 대한 불행한 한계는 지구와 같은 행성을 해결할 수 없다는 사실입니다. 특히 M 형 (붉은 왜성) 별이 관련된 경우,이 행성들은 부모 별에 너무 가까이 공전하여 명확하게 관측 될 수 있습니다. 그러나 목성 크기의 가스 거인을 해결할 수 있으며 NASA의 우선 순위 인 인근 별 주변의 외생 분진 농도를 특성화 할 수 있습니다.
한편 D' Amico와 그의 동료들은 TRON (Redezvous and Optical Navigation) 테스트 베드를 사용하여 mDOT 개념을 테스트 할 것입니다. 이 시설은 D' Amico가 특수 제작 한 것으로 공간의 센서에서 발생하는 복잡하고 고유 한 조명 조건 유형을 복제합니다. 앞으로 몇 년 동안 그와 그의 팀은 최종 프로토 타입을 만들기 전에 시스템이 작동하도록 노력할 것입니다.
D' Amico가 SNL에서 수행 한 작업에 대해 다음과 같이 말했습니다.
“저희는 중요한 과제를 해결하고 있기 때문에 Stanford의 연구 프로그램에 대해 열정적입니다. 우리는 근본적인 질문에 답하고 외계 행성을 관찰하거나 우주의 진화에 대해 배우거나 우주의 구조물을 모으거나 지구를 이해하려는 우주 과학 및 탐사의 모든 현재 방향을 살펴보고자합니다. 비행이 핵심 요소입니다.”
D' Amico와 SNL이 현재 참여하고있는 다른 프로젝트로는 더 큰 소형 우주선 (일명“스웜 위성”)의 개발이 포함됩니다. 과거에 D' Amico는 NASA 지구 시스템 과학 패스 파인더 (ESSP) 프로그램의 일환으로 지구 중력 분야의 변화를 매핑하는 임무 인 GRACE와 SEA가 후원하는 TanDEM-X와 같은 프로젝트에서 NASA와 협력했습니다. 지구의 3D지도를 생성하는 임무.
우주 탐사를 위해 소형화를 활용하려는 이러한 프로젝트와 다른 프로젝트는 비용 절감과 접근성의 새로운 시대를 약속합니다. 작은 연구 및 통신 위성 떼에서부터 상대 속도 (Breakthrough Starshot)로 알파 센타 우리로 여행을 할 수있는 나노 크래프트에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 우주의 미래는 매우 유망 해 보입니다!
Standford University에서 제공 한 TRON 시설에 대한이 비디오도 확인하십시오.
