U sklopu Artemis programa, NASA planira izgraditi svu potrebnu infrastrukturu za “održivi program istraživanja i razvoja Mjeseca.” To uključuje izgradnju Lunarnog Gatewaya, orbitirajućeg staništa koje će omogućavati redovita putovanja na Mjesečevu površinu i povratak, te Artemis Base Camp, bazu koja će astronautima omogućiti boravke do dva mjeseca. Osim NASA-e, i druge svemirske agencije planiraju izgraditi objekte koji će iskoristiti “tišinu” lunarnog okruženja, uključujući teleskope visoke rezolucije.
Kao dio NASA-inog programa za Inovativne Napredne Koncepte (NIAC) ove godine, tim s Goddard Space Flight Centra predložio je dizajn lunarnog optičkog interferometra za snimanje dugih baznih linija (LBI) u vidljivim i ultraljubičastim spektrima. Ovaj projekt, poznat kao Artemis-enabled Stellar Imager (AeSI), odabran je za razvoj prve faze. Uz malo sreće, AeSI niz bi mogao biti postavljen na dalekoj strani Mjeseca, gdje bi snimao detaljne slike površina zvijezda i njihovih okolina. Projekt je predložio Kenneth Carpenter i njegovi kolege iz Goddard Space Flight Centra (GSFC) pri NASA-i. Carpenter je znanstvenik zadužen za operacije Hubble teleskopa u GSFC-u i znanstvenik zemaljskog sustava teleskopa Nancy Grace Roman Space (RST).
Kako ističu u svom prijedlogu, NASA-in povratak na Mjesec pruža brojne prilike za znanstvena istraživanja visokog utjecaja. Jedna od najznačajnijih je mogućnost izgradnje opservatorija koji će iskoristiti “radio-tihu” atmosferu i produžene periode tame na dalekoj strani Mjeseca. Zbog plimno zaključane orbite Mjeseca, gdje je jedna strana uvijek okrenuta prema Zemlji, mjesečev dan/noćni ciklus traje 14 dana. To znači da “mjesečev dan” obuhvaća dva tjedna kontinuirane sunčeve svjetlosti, dok “mjesečeva noć” obuhvaća dva tjedna kontinuirane tame.
Ključni faktori
Mjesečeva beszračna okolina znači da opservacije optičkim teleskopima neće biti podložne atmosferskim smetnjama. To čini tamnu stranu Mjeseca idealnim okruženjem za provođenje visokorezolucijskog interferometrijskog snimanja, metode u kojoj više teleskopa skuplja svjetlost radi traženja obrazaca interferencije. Astronomi iz tih obrazaca izvlače podatke kako bi kreirali detaljne slike nebeskih objekata koji su teško razlučivi konvencionalnim teleskopima. Ova tehnika omogućila je Event Horizon Teleskopu (EHT), globalnoj mreži radio teleskopa, da zabilježi prvu sliku crne rupe.
Tim smatra da lunarni interferometrijski niz ima golem znanstveni potencijal i može se postepeno izgrađivati kako bi se smanjili troškovi: “Ovaj niz omogućit će razlučivanje površina zvijezda, istraživanje unutarnjih akrecijskih diskova oko mladih zvijezda i crnih rupa, te započeti put prema razlučivanju površinskih obilježja i atmosferskih uzoraka na najbližim egzoplanetima.” “Potpuno razvijeni objekt bit će velik i skup, ali početna faza ne mora biti takva. Tehnologije se mogu razvijati i testirati s dva ili tri manja teleskopa na kratkim baznim linijama. Nakon razvoja tehnologije, bazne linije se mogu produljiti, mogu se dodati veći teleskopi, a broj teleskopa može se povećati. Svaka od ovih nadogradnji može se provesti s minimalnim prekidom rada ostatka sustava.”
Razlika
Unatoč prednostima, tim napominje da su prethodne studije o interferometrima u svemiru bile fokusirane na dizajne za slobodno leteće nizove. To je uglavnom zbog NASA-inih studija iz 2003.-2005., koje su ispitivale kompromise između koncepta slobodno letećih svemirskih nizova i kilometarskih interferometara izgrađenih na lunarnoj površini. Studija je zaključila da je povoljnije težiti slobodno letećim nizovima u svemiru, s obzirom na nedostatak postojeće ljudske infrastrukture na lunarnoj površini koja bi osigurala energiju i redovito održavanje.
Međutim, s razvojem Artemis programa, Carpenter i njegov tim smatraju da se situacija mijenja. S planiranim dovršetkom staništa, transportnih, bušačkih i energetskih objekata u narednim godinama, sada je pravo vrijeme za istraživanje mogućnosti izgradnje interferometara na lunarnoj površini.
“Naša studija interferometra na lunarnoj površini bit će veliki korak naprijed prema razvoju većih nizova i na Mjesecu i u slobodnom letu u svemiru, pokrivajući širok spektar valnih duljina i znanstvenih tema,” pišu autori. “Ova studija odredit će, uzimajući u obzir trenutno i očekivano stanje naše svemirske tehnologije i planove za ljudska istraživanja, je li bolje težiti dizajnima za lunarnu površinu ili za duboki svemir.”
Veliki napredak
Dalje, predviđaju da će lunarni interferometar pridonijeti napretku u astrofizici, uključujući proučavanje magnetske aktivnosti zvijezda, jezgara aktivnih galaksija i dinamike kozmoloških pojava na različitim skalama. Dizajn i izgradnja takvog objekta rješavat će ključna inženjerska pitanja, poput najboljeg načina za uključivanje varijabilnih optičkih linija, optimalnih konfiguracija za teleskope i idealne veličine zrcala kako bi se postigli i tehnički i znanstveni ciljevi. Također se nadaju da će razviti plan za održavanje i širenje objekta tijekom vremena uz pomoć kombinacije ljudskih i robotskih resursa.
Osim toga, očekuju se tehnički napreci koji će omogućiti UV-optički interferometar i svemirske misije sposobne za snimanje crnih rupa (slično EHT-u), pretragu biopotpisa i izravno snimanje stjenovitih egzoplaneta oko drugih zvijezda. Carpenter i njegovi kolege također predviđaju da će stvaranje značajnog objekta na Mjesecu, u kombinaciji s ljudskim istraživačkim ciljevima Artemis programa, generirati velik javni interes i uključenost: “Na kraju, ovaj pothvat će ponovno probuditi ljudske snove – podsjećajući nas da možemo postići velike stvari čak i u izazovnim vremenima. Naša studija će pomoći zadržati fokus na veličanstvenosti svemira i na onome što ljudi mogu postići zajedničkim radom. Naš projekt će inspirirati generacije budućih stručnjaka u područjima znanosti, tehnologije, inženjerstva, umjetnosti i matematike, koji će biti motivirani ovom vizijom.”
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
