Akonáhle budú mať astronómovia a astrofyzici viac pozorovacej sily, ako vedia, čo robiť. Dúfame, že nielen James Webb Space Telescope jedného dňa, niekedy v najbližších rokoch, ak všetko pôjde dobre a ak ho koronavírus neodloží znova, zaháji a začne operácie. Ďalší výkonný vesmírny teleskop NASA s názvom WFIRST však prešiel dôležitou etapou a je o krok bližšie k realite.
WFIRST znamená Wide Field Infrared Survey Telescope. Bude mať objektív 2,4 metra, rovnako veľký ako objektív Hubbleovho objektívu. WFIRST však bude mať široké zorné pole, ktoré je 100-krát väčšie ako Hubbleovo. Bude mať dva vedecké nástroje: Wide Field Instrument (WFI) a koronografický nástroj. Bude tiež vybavený fotoaparátom s rozlíšením 300 megapixelov.
Slovo infračerveného žiarenia je síce v názve ďalekohľadu, ale aj vo viditeľnom svetle. Podľa tlačovej správy agentúry NASA bude technológia WFIRST schopná „… detekovať slabé infračervené signály z celého vesmíru a zároveň vytvárať obrovské panorámy vesmíru…“ Je naplánované spustenie v polovici 20. storočia.
Po nedávnom absolvovaní kritického míľnika NASA poskytla spoločnosti WFIRST postupný vývoj a testovanie hardvéru. Dizajn WFIRST je už v pokročilom štádiu a vesmírny ďalekohľad využíva množstvo vyspelých technológií. To je jeden z dôvodov, prečo projekt má náklady na vývoj len asi 3,2 miliardy dolárov, čo je oveľa menej ako cena značky JWST vo výške asi 10 miliárd dolárov.
Dizajn WFIRST vyžaduje veľa technológií, ktoré sú už vyskúšané a pravdivé, najmä komponenty teleskopu v kvalite Hubble. NASA tiež hovorí, že veľká časť návrhu vychádza z poznatkov získaných z náročnej cesty k dokončeniu projektu James Webb.
Ďalším krokom pre WFIRST je dokončenie návrhu misie. NASA postaví testovacie jednotky a technické modely, aby zistila, či návrh vydrží aj spustenie a prípadné operácie vo vesmíre. Po štarte WFIRST vstúpi na halo na obežnej dráhe v bode LaGrange 2 Sun-Earth, rovnako ako JWST.
„Vďaka bezprecedentnej kombinácii šírky a hĺbky otvorí WFIRST novú éru sledovania nášho vesmíru.“
Z videa NASA „Simulated Image ukazuje silu WFIRST NASA“.
WFIRST má skutočne zaujímavé vedecké ciele. Ako infračervený ďalekohľad je vhodné riešiť väčšie otázky týkajúce sa vesmíru. Jedným z cieľov je odpovedať na niektoré otázky týkajúce sa temnej energie, sily, ktorá riadi rozširovanie vesmíru. Kozmológovia chcú vedieť, ako sa temná energia v priebehu času menila a ako a prečo sa rozširovanie vesmíru zrýchľuje.
Ďalekohľad bude pracovať aj na exoplanetách, jednej z najdôležitejších tém v astronómii. Stále nevieme, aké sú bežné solárne systémy, ako sú naše, a ako sa určuje obývateľnosť. WFIRST pomôže astronómom odpovedať na tieto otázky.
Na priame zobrazenie veľkých exoplaniet využije svoj koronograf. Na určenie ich atmosférického zloženia bude potrebovať aj spektrá týchto planét, čo nám pomôže odhaliť biologické podpisy.
Jedným z najzaujímavejších cieľov WFIRST je sčítanie exoplanet. NASA plánuje využiť fenomén mikročočiek na dokončenie štatistického sčítania exoplanet v Mliečnej dráhe. Mikročočky sú vtedy, keď sa neviditeľná planéta mimo našej vlastnej slnečnej sústavy pohybuje pred vzdialenou hviezdou v pozadí. Gravitácia planéty pôsobí ako šošovka, ktorá zväčšuje hviezdne svetlo a vytvára jasnejší vzhľad. NASA očakáva, že WFIRST objaví tisíce exoplanet týmto spôsobom, pričom niektoré dokumenty naznačujú 70 000 exoplanet.
Ďalekohľad sa bude zaoberať aj ďalšími určenými otázkami. Vesmírna veda - a vesmírne teleskopy - sú plné prekvapení, takže pravdepodobne dôjde k objavom, ktoré nemôžeme vopred predvídať, a k prekvapivým výsledkom.
WFIRST poskytne rovnaké obrázky vo vysokom rozlíšení ako Hubble, ale s oveľa väčším zorným poľom. Pred niekoľkými mesiacmi vydala NASA video ukazujúce silu WFIRST. Ako ukazuje video, Hubbleov portrét galaxie Andromeda vyžadoval zachytenie a zostavenie viac ako 400 jednotlivých snímok do jedného. Hubbleovi to trvalo 4 roky. Výkonný WFIRST bude schopný vytvoriť podobnú mozaiku iba s dvoma obrázkami. Na zachytenie každej z nich bude potrebných iba 90 minút.
Hoci WFIRST je infračervený ďalekohľad, líši sa od JWST - čo je tiež rozsah infračerveného žiarenia - niekoľkými spôsobmi. Zatiaľ čo funkcia WFIRST poskytuje panoramatické výhľady na vesmír, JWST je v infračervenom žiarení oveľa citlivejšia. Citlivosť JWST však stojí za to. Na vykonanie týchto pozorovaní je potrebný extrémny chlad a ďalekohľad má komplexný a kritický slnečný štít, aby ho udržal v chlade. Táto slnečná clona musí byť zložená a zabalená do rakety, aby mohla byť vypustená, a nasadená pred začatím činnosti JWST.
WFIRST je tiež infračervený teleskop, ale nevyžaduje rovnakú nízku prevádzkovú teplotu. Stále potrebuje chladiaci systém, ale nie nepraktický a technologicky zložitý slnečný štít. Prevádzková teplota JWST je 50 kelvinov (-223 ° C alebo -370 ° F). Prevádzková teplota WFIRST ešte nie je dokončená, ale podľa projektových dokumentov NASA je to okolo 200 Kelvinov (-73 ° C alebo -100 ° F).
JWST aj WFIRST sú infračervené oblasti a ich misie sa môžu nejakým spôsobom prekrývať. Keď WFIRST nájde niečo zvláštneho záujmu, JWST ho môže pozorovať s väčšou infračervenou citlivosťou. Tento typ prekrytia je stavebným blokom teleskopických misií a návrhov. Napríklad nadchádzajúce observatórium Vera C. Rubin, ktoré by sa malo objaviť prvé svetlo koncom tohto roka, bude skúmať oblohu a zisťovať prechodné objekty. Keď sa objaví niečo ako supernova, ďalšie ďalekohľady budú mať za úlohu pozornejšie ich pozorovať.
WFIRST je zatiaľ financovaný iba do septembra 2020. NASA prijíma toto administratívne opatrenie, pretože chce dokončiť program James Webb a uviesť ho do prevádzky. Mať dva veľké a komplexné projekty prebiehajúce súčasne - oba vesmírne teleskopy - komplikuje oba projekty.
Predbežný dátum uvedenia WFIRSTu je niekedy v roku 2025. Plánované trvanie misie je päť rokov.
VIAC
- Tlačová správa: NASA schvaľuje vývoj vesmírnej výskumnej misie na nájdenie planéty
- NASA: Širokouhlý infračervený vesmírny teleskop
- Technický dokument: Širokouhlý infračervený prieskumný ďalekohľad: 100 Hubbleov do roku 2020
- Space Magazine: WFIRST dostane svoj koronograf, aby zablokovala svetlo hviezd a odhalila svoje planéty
