Untuk membantu upaya masa depan untuk menemukan dan mempelajari exoplanet, para insinyur dengan Jet Propulsion Laboratory NASA - bersama dengan Program Eksplorasi Exoplanet (ExEP) - bekerja untuk menciptakan Starshade. Setelah dikerahkan, pesawat ruang angkasa revolusioner ini akan membantu teleskop generasi selanjutnya dengan menghalangi cahaya yang tidak jelas yang berasal dari bintang yang jauh sehingga eksoplanet dapat dicitrakan secara langsung.
Walaupun ini mungkin terdengar sangat mudah, Starshade juga perlu terlibat dalam beberapa terbang formasi serius untuk melakukan tugasnya secara efektif. Itu adalah kesimpulan dari yang dicapai oleh tim Pengembangan Teknologi Starshade (alias. S5) laporan Milestone 4 - yang tersedia melalui situs web ExEP. Seperti yang dinyatakan dalam laporan itu, Starshade perlu diselaraskan dengan sempurna dengan teleskop ruang angkasa, bahkan pada jarak yang ekstrim.
Sementara lebih dari empat ribu exoplanet telah ditemukan hingga saat ini tanpa bantuan Starshade, sebagian besar dari mereka ditemukan menggunakan cara tidak langsung. Cara yang paling efektif adalah dengan mengamati bintang yang jauh untuk kemiringan periodik dalam kecerahan yang mengindikasikan bagian dari planet (Metode Transit) dan mengukur pergerakan bintang bolak-balik untuk menentukan keberadaan sistem planet (Metode Kecepatan Radial).
Walaupun efektif dalam mendeteksi exoplanet dan mendapatkan perkiraan akurat dari ukuran, massa, dan periode orbitnya, metode ini tidak terlalu efektif ketika menentukan kondisi seperti apa pada permukaannya. Untuk melakukan ini, para ilmuwan harus dapat memperoleh informasi spektrografi di atmosfer planet-planet ini, yang merupakan kunci untuk menentukan apakah mereka benar-benar dapat dihuni.
Satu-satunya cara yang dapat diandalkan untuk melakukan ini dengan planet berbatu yang lebih kecil (alias "mirip Bumi") adalah melalui pencitraan langsung. Tetapi karena bintang bisa miliaran kali lebih terang daripada cahaya yang dipantulkan dari atmosfer planet, ini adalah proses yang sangat sulit untuk dilakukan. Masukkan Starshade, yang akan menghalangi cahaya terang bintang menggunakan naungan yang akan membentang dari pesawat ruang angkasa seperti kelopak bunga.
Ini secara dramatis akan meningkatkan peluang teleskop luar angkasa melihat planet apa pun yang mengorbit bintang. Namun, agar metode ini dapat berfungsi, kedua pesawat ruang angkasa harus tetap sejajar dalam jarak 1 meter (3 kaki), meskipun fakta bahwa mereka akan terbang sejauh 40.000 km (24.850 mil) terpisah. Jika mereka adalah
Seperti yang dijelaskan insinyur JPL, Michael Bottom dalam siaran pers NASA baru-baru ini:
“Jarak yang kita bicarakan untuk teknologi starshade agak sulit untuk dibayangkan. Jika Starshade diperkecil menjadi ukuran coaster minuman, teleskop akan menjadi ukuran penghapus pensil dan mereka akan dipisahkan oleh 100 kilometer. Sekarang bayangkan kedua benda itu mengambang bebas di ruang angkasa. Mereka berdua mengalami tarik-menarik dan dorongan kecil dari gravitasi dan kekuatan lain, dan pada jarak itu kami mencoba untuk menjaga keduanya agar tetap tepat dalam jarak sekitar 2 milimeter. "
Laporan S5 Milestone 4 melihat kisaran jarak 20.000 hingga 40.000 km (12.500 hingga 25.000 mi) dan warna yang berdiameter 26 meter (85 kaki). Dalam parameter ini, pesawat ruang angkasa Starshade akan dapat bekerja dengan misi seperti Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) NASA, sebuah teleskop dengan cermin primer berdiameter 2,4 m (~ 16,5 kaki) yang akan diluncurkan pada pertengahan -2020-an.
Setelah menentukan penyelarasan yang diperlukan antara kedua pesawat ruang angkasa, Bottom dan timnya juga mengembangkan cara inovatif untuk teleskop seperti WFIRST untuk menentukan apakah Starshade akan keluar dari jalur. Ini terdiri dari membangun program komputer yang bisa mengenali kapan pola terang-dan-gelap dipusatkan pada teleskop dan ketika pola-pola itu lepas dari pusat.
Bottom menemukan bahwa teknik itu sangat efektif untuk merasakan perubahan sekecil apa pun dalam posisi Starshade, bahkan pada jarak ekstrem yang terlibat. Untuk memastikan itu tetap selaras, sesama insinyur JPL Thibault Flinois dan rekan-rekannya mengembangkan serangkaian algoritma yang bergantung pada informasi yang disediakan oleh program Bottom untuk menentukan kapan pendorong Starshade harus diaktifkan untuk menjaganya agar tetap sejajar.
Dikombinasikan dengan kerja Bottom, laporan ini menunjukkan bahwa menjaga agar dua pesawat ruang angkasa tetap selaras layak menggunakan sensor otomatis dan kontrol pendorong - bahkan jika bintang-bintang dan teleskop yang lebih besar digunakan dan diposisikan pada jarak 74.000 km (46.000 mil) terpisah. Sementara revolusioner sejauh menyangkut sistem otonom, proposal ini dibangun di atas tradisi panjang bagi para ilmuwan NASA.
Seperti Phil Willems, manajer kegiatan Pengembangan Teknologi Starshade NASA, menjelaskan:
“Ini bagi saya adalah contoh yang baik tentang bagaimana teknologi ruang menjadi semakin luar biasa dengan membangun keberhasilan sebelumnya. Kami menggunakan formasi terbang di ruang angkasa setiap kali sebuah kapsul berlabuh di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Tetapi Michael dan Thibault telah jauh melampaui itu, dan menunjukkan cara untuk mempertahankan formasi pada skala yang lebih besar dari Bumi itu sendiri. ”
Dengan mengonfirmasi bahwa NASA dapat memenuhi persyaratan "penginderaan formasi dan kontrol" yang ketat ini, insinyur Bawah dan sesama JPL Thibault Flinois telah mengatasi salah satu dari tiga kesenjangan teknologi yang dihadapi misi Starshade - khususnya, bagaimana jarak yang tepat terkait dengan ukuran naungan sendiri dan cermin utama teleskop.
Sebagai salah satu teleskop ruang angkasa generasi NASA berikutnya yang akan naik di tahun-tahun mendatang, WFIRST akan menjadi misi pertama yang menggunakan bentuk lain dari teknologi pemblokiran cahaya. Dikenal sebagai coronagraph bintang, instrumen ini akan diintegrasikan ke dalam teleskop dan memungkinkannya untuk menangkap gambar Neptunus ke planet luar berukuran Jupiter secara langsung.
Sementara proyek Starshade belum disetujui untuk penerbangan, satu kemungkinan dapat dikirim untuk bekerja dengan WFIRST pada akhir 2020-an. Memenuhi persyaratan terbang-formasi hanyalah satu langkah menuju menunjukkan bahwa proyek tersebut layak. Pastikan untuk melihat video keren ini yang menjelaskan bagaimana misi Starshade akan bekerja, milik NASA JPL:
