De fleste av oss har opplevd frustrasjonen over forurensning, tåke eller skyer som gjør en natt med stjernekikk til en øvelse i frustrasjon. Selv i bane kan ikke teleskoper se for godt gjennom støvet som kaster det indre solsystemet. Men et team av forskere fra NASA har kommet frem til en måte å løfte astronomi ut av denne kosmiske tåken.
Venus, Jorden og Mars går i bane rundt i en støvsky laget av kometer og sporadiske kollisjoner mellom asteroider. Denne såkalte zodiacal-skyen er solsystemets mest lysende trekk etter solen og kan være opptil tusen ganger lysere enn objektene astronomene faktisk er rettet mot. Lyset påvirker observasjonene i banen på samme måte som lys fra en fullmåne påvirker bakkebaserte observasjoner. Zodiacal skyen er så lys at den har forstyrret hvert infrarødt, optisk og ultrafiolett astronomisk observasjonsoppdrag NASA noensinne har lansert.
"For å si det enkelt, det har aldri vært natt for romastronomer," sa Matthew Greenhouse, en astrofysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, MD. Lyset fra skyen er størst i planet for jordens bane, det samme planet som hvert romteleskop opererer i.
Så hvordan planlegger NASA å komme seg vekk fra skyen? Ved å vippe fremtidige teleskopbaner. Denne typen justering ville la romfartøy tilbringe en betydelig del av hver bane over og under det tykkeste støvet, og gi det et tydeligere syn på gjenstander i rommet.
"Bare ved å plassere et romteleskop på disse skråbanene, kan vi forbedre følsomheten med en faktor to i det nesten ultrafiolette og 13 ganger i det infrarøde," forklarte Greenhouse. "Det er et gjennombrudd i vitenskapskapasiteten med absolutt ingen økning i størrelsen på teleskopets speil."
Greenhouse har gått sammen med Scott Benson og COllaborative Modelling and Parametric Assessment of Space Systems (COMPASS) studieteam, begge ved NASAs Glenn Research Center i Cleveland, OH. De undersøker oppdrag for å plassere et teleskop i denne typen vinkelplan - en ekstra dyrekretsbane - ved å bruke nye utbygginger innen solcelle-matriser, elektrisk fremdrift og kostnadskrevende utskytningsbiler med lavere kostnad.
De har utviklet et proof-of-concept-oppdrag kalt Extra Zodiacal Explorer (EZE), et 1500 kilos observatorium i EX-klasse. EZE ville lansere på en SpaceX Falcon 9-rakett. En kraftig ny sol-elektrisk stasjon som det øvre trinnet, ville dirigere romfartøyet på en tyngdekraftassistent manøvre forbi Jorden eller Mars, en flyby som ville omdirigere oppdraget til en bane som er tilbøyelig med så mye som 30 grader til Jordens.
NASAs Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) motor er en forbedret type ionedrev. Det fungerer ved å fjerne elektroner fra atomer av xenongass og akselerere de ladede ionene gjennom et elektrisk felt for å skape skyvekraft. Selv om disse typene motorer gir mye mindre drivkraft til enhver tid enn tradisjonelle kjemiske raketter, er de mye mer drivstoffeffektive og kan fungere i flere år.
To av disse avanserte motorene, som får sin kraft fra ombord solcellepaneler, ville være plassert i EZE øvre etappe. De ville skyte for å sende romfartøyet på planetarisk flyby som ville sette det inn i en ekstra dyrekretsbane. "Vi har kjørt en NESTE thruster i over 40.000 timer i bakketesting, mer enn det dobbelte av driften for thrusterens driftstid som trengs for å levere EZE-romfartøyet til sin ekstra dyrekretsbane," forklarte Benson. "Dette er moden teknologi som vil muliggjøre mye mer kostnadseffektive romoppdrag på tvers av både astrofysikken og planetarvitenskapelige fagdisipliner."
Hvis dette konseptoppdraget fungerer, sier teamet, vil det være den beste ytelsen fra et observatorium i historien til NASAs Explorer-program. Det vil også være en spillveksler. Som Greenhouse forklarte, “vil det gjøre ekstra dyrekretsløp tilgjengelig for enhver astronom som foreslår NASAs Explorer-program. Dette vil muliggjøre enestående vitenskapelig evne for astrofysiske utforskere. ”
Kilde: NASA.
