Proposta di fase 1 del progetto NIAC: Osservatorio ibrido per esopianeti simili alla Terra (HOEE)

Proponiamo la creazione del primo osservatorio ibrido che combini una volta stellare di 100 metri di diametro nello spazio e un telescopio sulla Terra. L’osservatorio ibrido per esopianeti simili alla Terra trasformerebbe i più grandi telescopi terrestri attualmente in costruzione (il Giant Magellan Telescope, il Thirty Meter Telescope e il Very Giant Telescope) nei più potenti rilevatori di pianeti mai progettati.

Nessun altro dispositivo proposto può eguagliare la risoluzione angolare (nitidezza dell’immagine), la sensibilità (capacità di vedere oggetti deboli in un dato momento) o il contrasto (capacità di vedere pianeti deboli vicino a stelle luminose). È necessario un grande telescopio perché i pianeti simili alla Terra sono molto deboli. È necessaria una tenda stellare per bloccare la luce abbagliante delle stelle ospiti; Il Sole è 10 miliardi di volte più luminoso della Terra alle lunghezze d’onda visibili.

La cortina di una stella in un’orbita fissa nello spazio corrisponderebbe alla posizione e alla velocità di un telescopio in movimento, proiettando un’ombra scura sulla stella, senza bloccare la luce dei suoi pianeti. La propulsione attiva manterrà l’allineamento durante il monitoraggio. L’ottica adattiva del telescopio compenserà le distorsioni atmosferiche delle immagini in arrivo.

Il progetto HOEE affronterà la raccomandazione con la massima priorità nel rapporto sulla strategia sugli esopianeti: osservare la luce riflessa da pianeti simili alla Terra utilizzando la spettroscopia a bassa risoluzione. Questa luce è influenzata dai minerali superficiali, dagli oceani, dai continenti, dal tempo, dalle piante, dai componenti atmosferici, dalla temperatura e dalla pressione. L’osservazione di molti sistemi aiuterebbe a rispondere alla domanda sul perché formazioni come il nostro sistema solare sono così rare; Delle migliaia di sistemi extrasolari conosciuti, nessuno è simile al nostro, con pianeti interni rocciosi, deboli nubi di polvere, una cintura di asteroidi ed esopianeti giganti.

Il monitoraggio dell’ossigeno prodotto dalla fotosintesi risponderebbe a domande come se la vita sia rara o comune, di cosa ha bisogno e quanto tempo impiega per crescere. Ma questo baldacchino stellare non può essere costruito secondo i progetti attuali. Verrà sviluppato un nuovo design ultraleggero che potrà essere costruito o assemblato nello spazio. Il nostro obiettivo è ridurre la massa della volta stellare di oltre 10 volte. Non vi è alcun motivo per cui migliaia di chilogrammi debbano essere utilizzati per supportare 400 chilogrammi di film sottili. Il progetto della calotta stellare si basa su due innovazioni principali: un osservatorio ibrido Terra-spazio e un osservatorio molto grande sulla Terra.

Il lungo albero che richiede design e larghezza è il concetto meccanico della calotta stellare stessa. Deve soddisfare requisiti contrastanti in termini di dimensioni, massa, precisione della forma, stabilità e rigidità durante o dopo l’accensione del propulsore. Per osservare molte stelle bersaglio diverse è necessaria una massa ridotta. Se può essere assemblato o costruito dopo il lancio, non è necessario costruirlo per sopravvivere dopo il lancio. Crediamo che tutti i requisiti possano essere soddisfatti, se ci impegniamo abbastanza. HOEE è il più potente osservatorio di esopianeti proposto fino ad oggi.

— Selezione NIAC Fase 1 2022 Scritto da John Mather NASA GSFC

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