NASA voltooit plannen voor zijn volgende kosmische kaartenmaker

[univers]

Het is een lange weg van het ontwerpen van een ruimtevaartuig tot het lanceren en bedienen ervan. Belangrijke onderdelen van NASA's SPHEREx-ruimtevaartuig, dat zal proberen grote vragen over het universum te beantwoorden, worden in deze illustraties getoond, in conceptvorm (boven) en nu vollediger gerealiseerd (onder).
Credits: NASA/JPL-Caltech

De SPHEREx-missie zal enkele overeenkomsten vertonen met de James Webb Space Telescope. Maar de twee observatoria zullen een totaal verschillende benadering volgen om de lucht te bestuderen.

NASA's aankomende SPHEREx-missie zal elke zes maanden de hele lucht kunnen scannen en een kaart van de kosmos kunnen maken zoals nooit tevoren. De lancering staat gepland voor uiterlijk april 2025 en zal onderzoeken wat er binnen de eerste seconde na de oerknal is gebeurd, hoe sterrenstelsels zich vormen en evolueren, en de prevalentie van moleculen die cruciaal zijn voor de vorming van leven, zoals water, opgesloten als ijs in onze heelal. Om deze doelen te bereiken, is geavanceerde technologie nodig, en NASA heeft deze maand definitieve plannen goedgekeurd voor alle componenten van het observatorium.

"We bevinden ons in de overgang van dingen doen met computermodellen naar dingen doen met echte hardware", zegt Allen Farrington, SPHEREx-projectmanager bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, dat de missie beheert. “Het ontwerp voor het ruimtevaartuig, zoals het er nu uitziet, is bevestigd. We hebben laten zien dat het kan tot in de kleinste details. Dus nu kunnen we echt gaan bouwen en in elkaar zetten.”

Om grote vragen over het heelal te beantwoorden, moeten wetenschappers op verschillende manieren naar de lucht kijken. Veel telescopen, zoals NASA's Hubble Space Telescope, zijn gebouwd om zich op individuele sterren, sterrenstelsels of andere kosmische objecten te concentreren en deze in detail te bestuderen. Maar SPHEREx (wat staat voor Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) behoort tot een andere klasse van ruimtetelescopen die snel grote delen van de lucht observeren en in korte tijd veel objecten onderzoeken. SPHEREx scant elke zes maanden meer dan 99% van de lucht; daarentegen heeft Hubble ongeveer 0,1% van de lucht waargenomen in meer dan 30 jaar operaties. Hoewel surveytelescopen zoals SPHEREx objecten niet met hetzelfde detailniveau kunnen zien als gerichte observatoria, kunnen ze vragen beantwoorden over de typische eigenschappen van die objecten in het hele universum.


NASA's SPHEREx-missie scant de hele lucht in 97 kleurenbanden en creëert een kaart die astronomen over de hele wereld ten goede zal komen. Deze video legt de drie belangrijkste wetenschappelijke onderwerpen uit die SPHEREx zal onderzoeken: kosmische inflatie, evolutie van sterrenstelsels en interstellaire ijsvorming.
Credits: NASA/JPL-Caltech
NASA's onlangs gelanceerde James Webb Space Telescope zal zich bijvoorbeeld richten op individuele exoplaneten (planeten buiten ons zonnestelsel), waarbij hun grootte, temperatuur, weerpatronen en samenstelling worden gemeten. Maar ontstaan ​​exoplaneten gemiddeld in omgevingen die bevorderlijk zijn voor het leven zoals wij dat kennen? Met SPHEREx zullen wetenschappers de prevalentie meten van levensondersteunende materialen zoals water die zich bevinden in ijzige stofkorrels in de galactische wolken waaruit nieuwe sterren en hun planetaire systemen worden geboren. Astronomen geloven dat het water in de oceanen van de aarde, waarvan men dacht dat het essentieel was voor het leven op aarde, oorspronkelijk afkomstig was van dergelijk interstellair materiaal.

"Het is het verschil tussen een paar individuele mensen leren kennen, een volkstelling doen en de bevolking als geheel leren kennen", zegt Beth Fabinsky, plaatsvervangend projectmanager voor SPHEREx bij JPL. “Beide soorten studies zijn belangrijk en vullen elkaar aan. Maar er zijn enkele vragen die alleen door die telling kunnen worden beantwoord.”

SPHEREx en Webb verschillen niet alleen in hun benadering van het bestuderen van de lucht, maar ook in hun fysieke parameters. Webb is de grootste telescoop die ooit in de ruimte heeft gevlogen, met een primaire spiegel van 21,3 voet (6,5 meter) om de beelden met de hoogste resolutie van elke ruimtetelescoop in de geschiedenis vast te leggen. Het observatorium beschermt zijn gevoelige instrumenten tegen het verblindende licht van de zon met een zonnescherm zo groot als een tennisbaan. SPHEREx daarentegen heeft een 8-inch primaire spiegel en een zonnekap die slechts 3,2 meter breed is.

Maar beide observatoria zullen infrarood licht verzamelen - golflengten buiten het bereik dat menselijke ogen kunnen detecteren. Infrarood wordt soms warmtestraling genoemd omdat het wordt uitgestraald door warme objecten en daarom wordt het gebruikt in nachtzichtapparatuur. De twee telescopen zullen ook allebei een techniek gebruiken die spectroscopie wordt genoemd om infrarood licht in zijn individuele golflengten of kleuren te breken, net zoals een prisma zonlicht in zijn samenstellende kleuren breekt. Met spectroscopie kunnen zowel SPHEREx als Webb onthullen waaruit een object is gemaakt, omdat individuele chemische elementen specifieke golflengten van licht absorberen en uitstralen.

Om grote vragen te beantwoorden, moest het SPHEREx-team eerst meer praktische vragen beantwoorden, zoals of het instrument aan boord de omgeving in de ruimte zou kunnen overleven en of alle componenten samen konden worden gepakt en als een systeem konden werken. Vorige maand werden de definitieve plannen van het team goedgekeurd door NASA, een stap die het bureau Critical Design Review of CDR noemt. Dit markeert een belangrijke mijlpaal voor de missie op weg naar lancering.

“COVID blijft voor ons een grote uitdaging bij het ontwikkelen van nieuwe ruimtevaartprojecten. Alles wat het land het afgelopen jaar heeft meegemaakt, van verstoringen van de toeleveringsketen tot thuiswerken met kinderen, hebben wij ook meegemaakt”, zegt SPHEREx hoofdonderzoeker James Bock, wetenschapper bij JPL en Caltech in Pasadena, Californië. "Het is echt ongelooflijk om deel uit te maken van een team dat deze moeilijkheden met enthousiasme en een schijnbaar onbeperkte hoeveelheid vastberadenheid heeft aangepakt."

Meer over de missie

SPHEREx wordt beheerd door JPL voor NASA's Science Mission Directorate in Washington. De hoofdonderzoeker van de missie is gevestigd bij Caltech, dat JPL beheert voor NASA en ook de payload zal ontwikkelen in samenwerking met JPL. Ball Aerospace in Boulder, Colorado, zal het ruimtevaartuig leveren. Het Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) is een instrument en wetenschappelijke partner voor de missie. Gegevens worden verwerkt en gearchiveerd bij IPAC bij Caltech. Het SPHEREx-wetenschappelijk team bestaat uit leden van 10 instellingen in de VS en Zuid-Korea.

Ga voor meer informatie over de SPHEREx-missie naar: https://www.jpl.nasa.gov/missions/spherex/

https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-f ... c-mapmaker