في "الغرفة النظيفة" بمركز جودارد لرحلات الفضاء ، يفتح الفنيون مرآة مجزأة لمرصد جيمس ويب استعدادًا لاختبار المحاذاة في صيف عام 2016. الصورة: وكالة ناسا / كريس غانللعثور على خصائص العشرات من الكواكب الخارجية المشابهة للأرض وتحديدها ، يلزم وجود تلسكوب فضائي مستقر للغاية ، حيث تقوم المكونات البصرية بنقل الصورة وتشويهها بما لا يزيد عن بضعة مقاييس pic - وهذا أقل من حجم الذرة. هناك حاجة أيضًا إلى أدوات الجيل الجديد التي يمكن أن تضمن هذا المستوى من الاستقرار. قبل عام ونصف ،
خصصت وكالة ناسا
تمويلًا لمجموعة بحثية في مركز جودارد لرحلات الفضاء وتكنولوجيا 4-D لإنشاء مقياس تداخل عالي السرعة يضمن استقرار التلسكوب. لا أحد يستطيع حل هذه المشكلة من قبل.
كما هو الحال في جميع مقاييس التداخل ، ينقسم شعاع الضوء هنا إلى عدة حزم متماسكة. كل واحد منهم يذهب في طريقه الخاص ، ثم يتحد مرة أخرى ، مما يخلق نمط تداخل يمكن من خلاله تحديد فرق الطور لحزم التداخل عند نقطة معينة في الصورة. حتى تتمكن من تسجيل أدنى حركة أو إزاحة للمادة. تم استخدام مقياس التداخل هذا لمحاذاة 18 مرآة من مرصد جيمس ويب.
قررت وكالة ناسا أن قياس سطح المرايا فقط ليس كافيًا. لذلك ، قام مركز جودارد لرحلات الفضاء ، إلى جانب تقنية 4-D ، بتطوير مقياس تداخل ليزر ديناميكي متقدم يسجل في نفس الوقت تشريد ليس فقط المرايا ، ولكن أيضًا حواملها والمكونات الهيكلية الأخرى ، التي تعمل في ظروف الاهتزاز أو الضوضاء أو الاضطراب الهوائي. كانت الأداة أكثر دقة أربع مرات من أي تقنية مماثلة في ذلك الوقت. بعد وقت قصير من إنشائها ، تم استخدام الأداة على الفور في المختبرات والغرف النظيفة وغرف الاختبار لجميع المشاركين في المشروع.
ولكن هذا أيضًا لم يكن كافيًا للبعثات الفضائية مثل
LUVOIR (مساح الأشعة تحت الحمراء الضوئية الكبيرة). يفترض المفهوم أن المرايا الكبيرة التي يبلغ قطرها 8-18 م تغطي نطاقات الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية ، المرئية والأشعة تحت الحمراء. ستكون تلسكوبات LUVOIR قادرة على تحليل هيكل وتكوين سطح الكواكب الخارجية ، بالإضافة إلى إزالة الأقراص المحيطية الباهتة لإعطاء فكرة عن كيفية تشكل الكواكب. علاوة على ذلك ، ستكون هذه التلسكوبات قادرة على تحديد التوازيق الحيوية في أجواء الكواكب الخارجية البعيدة: محتويات ثاني أكسيد الكربون ، ثاني أكسيد الكربون ، الأكسجين الجزيئي (O
2 ) ، الأوزون (O
3 ) ، الماء (H
2 O) والميثان (CH
4 ).
سيساعد التصوير في وقت واحد في أطياف LUVOIR المختلفة على فهم كيفية تنظيم الأشعة فوق البنفسجية للنجم الأم للكيمياء الضوئية الجوية على الكواكب المأهولة.
في 25 يناير 2018 ، أعلنت مجموعة بحثية في مركز جودارد لرحلات الفضاء
عن إنشاء أداة من شأنها أن تجعل دقة picometer ممكنة. أول أداة فريدة من نوعها من هذا النوع - مقياس التداخل في البقع (مقياس التداخل في البقع).
قام خبراء البصريات في مركز جودارد باباك سالف (يسار) ولي فاينبرغ (يمين) بمساعدة المهندس إيلي جري-ماكماهون (وسط) من جينيسيس بتطوير نظام الفراغ الحراري المستقر للغاية ، والذي سيتم استخدامه للاختبار قياسات مقياس التداخل بدقة 12 بيكومترأظهر العلماء أن مقياس التداخل الجديد قادر على تسجيل الإزاحة بشكل ديناميكي على مرآة مجزأة 1.5 متر من التلسكوب وهيكله الداعم بدقة 25 بيكومتر.
يمكن أن يحدث هذا الإزاحة للمقياس الذري في أقسام فردية من المرآة بسبب تغيرات درجة الحرارة أو نتيجة النقل "غير الدقيق" من الأرض ، عندما تتسارع مركبة الإطلاق بتسارع 6.5 جم. يقول العلماء أنه حتى تحول ذرة واحدة سيؤثر على دقة قياسات الغلاف الجوي وسطح الكواكب الخارجية البعيدة.
سيقوم المطورون الآن باختبار مقياس التداخل في تركيب فراغ حراري مستقر للغاية - ومعرفة ما إذا كان قادرًا على الكشف عن إزاحة 12 بيكومتر ، أي 1/10 من قطر ذرة الهيدروجين.