NASA memiliki beberapa konsep yang cukup maju dalam pikiran ketika datang ke generasi teleskop ruang angkasa berikutnya. Ini termasuk Satelit Transit Planet Satelit Transit (TESS), yang baru-baru ini diluncurkan, serta James Webb Space Telescope (JWST) (dijadwalkan diluncurkan pada 2020) dan Teleskop Survei Inframerah Bidang Luas (WFIRST), yang masih dalam pengembangan.
Di luar ini, NASA juga telah mengidentifikasi beberapa proposal yang menjanjikan sebagai bagian dari Survei Decadal untuk Astrofisika 2020. Tapi mungkin konsep yang paling ambisius adalah yang membutuhkan teleskop ruang angkasa yang terdiri dari modul-modul yang akan berkumpul sendiri. Konsep ini baru-baru ini dipilih untuk pengembangan Tahap I sebagai bagian dari program 2018 NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC).
Tim di balik konsep ini dipimpin oleh Dmitri Savransky, asisten profesor teknik mesin dan kedirgantaraan di Universitas Cornell. Bersama dengan 15 rekan dari seluruh AS, Savransky telah menghasilkan konsep untuk teleskop ruang modular ~ 30 meter (100 kaki) dengan optik adaptif. Tapi kicker sebenarnya adalah fakta bahwa itu akan terdiri dari segerombolan modul yang akan berkumpul sendiri secara mandiri.
Savransky berpengalaman dalam teleskop ruang angkasa dan perburuan planet ekstrasurya, setelah membantu dalam integrasi dan pengujian Gemini Planet Imager - sebuah instrumen pada Gemini South Telescope di Chili. Dia juga berpartisipasi dalam perencanaan Survei Planet Gemini Imager Exoplanet, yang menemukan planet mirip Jupiter yang mengorbit 51 Eridani (51 Eridani b) pada 2015.
Tetapi melihat ke masa depan, Prof. Savransky percaya bahwa perakitan diri adalah cara untuk menciptakan teleskop super. Ketika ia dan timnya menggambarkan teleskop dalam proposal mereka:
“Seluruh struktur teleskop, termasuk cermin primer dan sekunder, struktur pendukung sekunder dan planar sunshield akan dibangun dari modul pesawat ruang angkasa tunggal yang diproduksi secara massal. Setiap modul akan terdiri dari wahana antariksa berdiameter heksagonal ~ 1 m yang atasnya dengan rakitan cermin aktif ujung-ke-ujung. ”
Modul-modul ini akan diluncurkan secara independen dan kemudian menavigasi ke titik L2 Sun-Earth menggunakan layar surya yang bisa digunakan. Layar-layar ini kemudian akan menjadi teleskop planar sunshield begitu modul-modul berkumpul dan berkumpul sendiri, tanpa perlu bantuan manusia atau robot. Walaupun ini mungkin terdengar sangat radikal, hal ini tentu sesuai dengan apa yang NIAC cari.
"Itulah program NIAC," kata Dr. Savransky dalam wawancara baru-baru ini dengan Cornell Chronicle. "Anda melempar ide-ide yang terdengar gila ini, tetapi kemudian mencoba untuk mendukungnya dengan beberapa perhitungan awal, dan kemudian proyek sembilan bulan di mana Anda mencoba untuk menjawab pertanyaan kelayakan."
Sebagai bagian dari penghargaan Tahap I 2018 NAIC, yang diumumkan pada 30 Maret, tim tersebut dianugerahi $ 125.000 selama periode sembilan bulan untuk melakukan studi ini. Jika ini berhasil, tim akan dapat mengajukan permohonan untuk penghargaan Tahap II. Sebagai Mason Peck, seorang profesor teknik mesin dan kedirgantaraan di Cornell dan mantan chief technology officer di NASA, menunjukkan, Savransky berada di jalur yang benar dengan proposal NIAC-nya:
“Ketika pesawat ruang angkasa otonom menjadi lebih umum, dan saat kami terus meningkatkan cara kami membangun pesawat ruang angkasa yang sangat kecil, sangat masuk akal untuk mengajukan pertanyaan Savransky: Apakah mungkin untuk membangun teleskop ruang angkasa yang dapat melihat lebih jauh, dan lebih baik, hanya menggunakan komponen kecil murah yang merakit sendiri di orbit? "
Misi target untuk konsep ini adalah Large Ultraviolet / Optical / Infrared Surveyor (LUVOIR), proposal yang saat ini sedang dieksplorasi sebagai bagian dari Survei Decadal NASA tahun 2020. Sebagai salah satu dari dua konsep yang diselidiki oleh Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, konsep misi ini membutuhkan teleskop ruang angkasa dengan cermin primer bersegmen besar yang berdiameter sekitar 15 meter (49 kaki).
Sama seperti JWST, cermin LUVOIR akan terdiri dari segmen-segmen yang dapat disesuaikan yang akan terbuka setelah dikerahkan ke ruang angkasa. Aktuator dan motor akan secara aktif menyesuaikan dan meluruskan segmen-segmen ini untuk mencapai fokus yang sempurna dan menangkap cahaya dari objek yang samar dan jauh. Tujuan utama dari misi ini adalah untuk menemukan exoplanet baru serta menganalisis cahaya dari mereka yang telah ditemukan untuk menilai atmosfer mereka.
Seperti yang ditunjukkan oleh Savransky dan rekan-rekannya dalam proposal mereka, konsep mereka secara langsung sejalan dengan prioritas Roadmap Teknologi NASA dalam Instrumen Sains, Observatorium, dan Sistem Sensor dan Robotika dan Sistem Otonom. Mereka juga menyatakan bahwa arsitektur adalah sarana yang kredibel untuk membangun teleskop ruang angkasa raksasa, yang tidak akan mungkin untuk generasi teleskop sebelumnya seperti Hubble dan JWST.
"James Webb akan menjadi observatorium astrofisika terbesar yang pernah kami letakkan di luar angkasa, dan ini sangat sulit," katanya. "Jadi, naik dalam skala, menjadi 10 meter atau 12 meter atau bahkan berpotensi 30 meter, tampaknya hampir mustahil untuk membayangkan bagaimana Anda akan membangun teleskop itu dengan cara yang sama seperti yang telah kami lakukan untuk membangunnya."
Setelah diberikan penghargaan Tahap I, tim berencana untuk melakukan simulasi terperinci tentang bagaimana modul akan terbang melalui ruang dan bertemu satu sama lain untuk menentukan seberapa besar layar surya perlu. Mereka juga berencana untuk melakukan analisis rakitan cermin untuk memvalidasi bahwa modul dapat mencapai angka permukaan yang diperlukan setelah dirakit.
Seperti yang ditunjukkan Peck, jika berhasil, proposal Dr. Savransky bisa menjadi pengubah permainan:
"Jika Profesor Savransky membuktikan kelayakan menciptakan teleskop ruang besar dari potongan-potongan kecil, dia akan mengubah cara kita menjelajahi ruang angkasa. Kami akan mampu melihat lebih jauh, dan lebih baik dari sebelumnya - bahkan ke permukaan planet ekstrasurya. "
Pada tanggal 5 dan 6 Juni, NASA juga akan mengadakan Pertemuan Orientasi NIAC di Washington D.C., di mana semua pemenang Tahap I akan memiliki kesempatan untuk bertemu dan mendiskusikan ide-ide mereka. Proposal lain yang menerima penghargaan Tahap I termasuk robot pengubah bentuk untuk menjelajahi Titan, sensor udara ringan untuk menjelajahi atmosfer Venus, robot kawanan sayap mengepak untuk menjelajahi Mars, bentuk baru penggerak balok untuk misi antarbintang (mirip dengan Breakthrough Starshot) , robot bertenaga uap untuk dunia lautan, dan habitat replikasi diri yang terbuat dari jamur.
Anda dapat membaca lebih lanjut tentang konsep-konsep ini, serta konsep-konsep yang diberikan penghargaan Tahap II, di sini.
