नासा ने दूरबीन प्रकाशिकी से पिकोमीटर विरूपण को गतिशील रूप से समाप्त करना सीख लिया है

गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के "क्लीन रूम" में, तकनीशियनों ने 2016 की गर्मियों में संरेखण परीक्षण की तैयारी में जेम्स वेब ऑब्जर्वेटरी का एक खंडित दर्पण खोला। फोटो: नासा / क्रिस गुन

पृथ्वी के समान दर्जनों एक्सोप्लैनेट्स की विशेषताओं को खोजने और निर्धारित करने के लिए, एक बहुत ही स्थिर स्थान टेलीस्कोप की आवश्यकता होती है, जिनमें से ऑप्टिकल घटकों को स्थानांतरित करते हैं और कुछ पिकमीटर से अधिक नहीं छवि को विकृत करते हैं - यह एक परमाणु के आकार से कम है। नई पीढ़ी के उपकरण भी आवश्यक हैं जो स्थिरता के इस स्तर की गारंटी दे सकते हैं। डेढ़ साल पहले, नासा ने गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर और 4-डी टेक्नोलॉजी पर एक अनुसंधान समूह को एक उच्च गति वाले इंटरफेरोमीटर बनाने के लिए धन आवंटित किया जो टेलीस्कोप के पिकोमीटर स्थिरता को सुनिश्चित करेगा। इससे पहले कोई भी इस समस्या का समाधान नहीं कर सकता था।

सभी इंटरफेरोमीटर की तरह, यहां प्रकाश किरण को कई सुसंगत बीमों में विभाजित किया गया है। उनमें से प्रत्येक अपने तरीके से जाता है, और फिर वे फिर से एकजुट होते हैं, एक हस्तक्षेप पैटर्न बनाते हैं जिसके द्वारा चित्र में दिए गए बिंदु पर हस्तक्षेप करने वाले बीम के चरण अंतर को स्थापित करना संभव है। तो आप सामग्री के मामूली आंदोलन या विस्थापन को पंजीकृत कर सकते हैं। इस तरह के एक इंटरफेरोमीटर का उपयोग जेम्स वेब वेधशाला के 18 दर्पणों को संरेखित करने के लिए किया गया था।

नासा ने फैसला किया कि केवल दर्पणों की सतह को मापना पर्याप्त नहीं है। इसलिए, गोडार्ड स्पेस फ़्लाइट सेंटर ने 4-डी टेक्नोलॉजी के साथ मिलकर एक उन्नत गतिशील लेजर इंटरफेरोमीटर विकसित किया, जो एक साथ न केवल दर्पणों, बल्कि उनके माउंट्स और अन्य संरचनात्मक घटकों के विस्थापन को रिकॉर्ड करता है, जो कंपन, शोर या वायुहीनता की स्थिति में काम करता है। साधन उस समय किसी भी समान तकनीक की तुलना में अधिक सटीक परिमाण के चार आदेश थे। इसके निर्माण के कुछ ही समय बाद, इस उपकरण का उपयोग सभी परियोजना प्रतिभागियों की प्रयोगशालाओं, साफ कमरों और परीक्षण कक्षों में तुरंत किया गया।

लेकिन यह भी, LUVOIR (बड़े यूवी ऑप्टिकल इन्फ्रारेड सर्वेयर) जैसे अंतरिक्ष मिशनों को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं था। अवधारणा मानती है कि 8-18 मीटर के व्यास वाले बड़े दर्पण पराबैंगनी, दृश्यमान और अवरक्त तरंगदैर्ध्य दोनों को कवर करते हैं। LUVOIR टेलिस्कोप एक्सोप्लैनेट की संरचना और सतह की संरचना का विश्लेषण करने में सक्षम होंगे, साथ ही ग्रहों की स्थिति का अंदाजा लगाने के लिए बेहोश परिस्थितिजन्य डिस्क को हटा देंगे। इसके अलावा, इस तरह के टेलिस्कोप्स दूर के एक्सोप्लेनेट्स के वायुमंडल में बायोसिग्नस का निर्धारण करने में सक्षम होंगे: सीओ ₂ , सीओ, आणविक ऑक्सीजन (ओ ₂ ), ओजोन (ओ ₃ ), पानी (एच ₂ ओ) और मीथेन (सीएच ₄ ) की सामग्री।

अलग-अलग LUVOIR स्पेक्ट्रा में एक साथ शूटिंग करने से यह समझने में मदद मिलेगी कि मां तारे का यूवी विकिरण किस तरह से बसे हुए ग्रहों पर वायुमंडलीय फोटोकैमिस्ट्री को नियंत्रित करता है।

25 जनवरी, 2018 को, गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के एक शोध समूह ने एक उपकरण के निर्माण की घोषणा की, जो पिकोमीटर की सटीकता को संभव बनाएगा। इस तरह का यह पहला अनोखा उपकरण है - स्पेकल इंटरफेरोमीटर (स्पेकल इंटरफेरोमीटर)।


जेनेसिस के इंजीनियर एली ग्रि-मैकमोहन (केंद्र) की मदद से गोडार्ड सेंटर बेबाक सैल्फ (बाएं) और ली फीनबर्ग (दाएं) के प्रकाशिकी विशेषज्ञों ने अल्ट्रा-स्टेबल थर्मल वैक्यूम सिस्टम विकसित किया, जिसका उपयोग परीक्षण के लिए किया जाएगा। 12 पिकोमीटर की सटीकता के साथ इंटरफेरोमीटर माप

वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि नया इंटरफेरोमीटर गतिशील रूप से विस्थापन को दूरबीन के 1.5-मीटर सेगमेंट वाले दर्पण और इसकी सहायक संरचना के साथ 25 पिकमीटर की सटीकता के साथ रिकॉर्ड करने में सक्षम है।

दर्पण के अलग-अलग वर्गों में परमाणु पैमाने के ऐसे विस्थापन तापमान परिवर्तन के कारण या पृथ्वी से "गलत" परिवहन के परिणामस्वरूप हो सकते हैं, जब प्रक्षेपण वाहन 6.5 ग्राम के त्वरण के साथ तेज होता है। वैज्ञानिकों का कहना है कि एक परमाणु की एक पारी भी वायुमंडल और दूर के एक्सोप्लैनेट की सतह की माप की सटीकता को प्रभावित करेगी।

डेवलपर्स अब एक अल्ट्रा-स्थिर थर्मल वैक्यूम इंस्टॉलेशन में इंटरफेरोमीटर का परीक्षण करने जा रहे हैं - और देखें कि क्या यह 12 पिक्सोमीटर के विस्थापन का पता लगाने में सक्षम है, अर्थात हाइड्रोजन परमाणु के व्यास का 1/10।