A NASA tem alguns conceitos bastante avançados em mente quando se trata da próxima geração de telescópios espaciais. Estes incluem o Satélite de pesquisa em trânsito do Exoplanet (TESS), que recentemente levou ao espaço, assim como Telescópio Espacial James Webb (JWST) (com lançamento previsto para 2020) e as Telescópio infravermelho de campo amplo (WFIRST), que ainda está em desenvolvimento.
Além disso, a NASA também identificou várias propostas promissoras como parte de sua Pesquisa Decadal para Astrofísica de 2020. Mas talvez o conceito mais ambicioso seja aquele que exige um telescópio espacial composto de módulos que se montariam. Este conceito foi recentemente selecionado para o desenvolvimento da Fase I como parte do programa 2018 NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC).
A equipe por trás desse conceito é liderada por Dmitri Savransky, professor assistente de engenharia mecânica e aeroespacial na Universidade de Cornell. Juntamente com 15 colegas de todo os EUA, Savransky produziu um conceito para um telescópio espacial modular de ~ 30 metros (100 pés) com óptica adaptativa. Mas o verdadeiro kicker é o fato de que seria composto de um enxame de módulos que se montariam autonomamente.
O professor Savransky é versado em telescópios espaciais e na caça de exoplanetas, tendo auxiliado na integração e teste do Gemini Planet Imager - um instrumento no telescópio Gemini South, no Chile. Ele também participou do planejamento do Gemini Planet Imager Exoplanet Survey, que descobriu um planeta semelhante a Júpiter orbitando 51 Eridani (51 Eridani b) em 2015.
Mas, olhando para o futuro, o professor Savransky acredita que a auto-montagem é o caminho a seguir para criar um super telescópio. Como ele e sua equipe descreveram o telescópio em sua proposta:
“Toda a estrutura do telescópio, incluindo os espelhos primário e secundário, a estrutura secundária de suporte e o protetor solar plano serão construídos a partir de um único módulo de nave espacial produzido em massa. Cada módulo será composto por uma espaçonave hexagonal de ~ 1 m de diâmetro, encimada por um conjunto de espelho ativo de ponta a ponta. ”
Esses módulos seriam lançados independentemente e, em seguida, navegariam até o ponto Sun-Earth L2 usando velas solares implantáveis. Essas velas se tornarão o protetor solar do telescópio planar quando os módulos se unirem e se montarem, sem a necessidade de assistência humana ou robótica. Embora isso possa parecer radicalmente avançado, certamente está de acordo com o que o NIAC procura.
"É esse o programa do NIAC", disse Savransky em recente entrevista ao Cornell Chronicle. "Você lança essas idéias um tanto loucas, mas tenta apoiá-las com alguns cálculos iniciais e, em seguida, é um projeto de nove meses em que você está tentando responder a questões de viabilidade".
Como parte dos prêmios de Fase I do NAIC de 2018, anunciados em 30 de março, a equipe recebeu US $ 125.000 durante um período de nove meses para realizar esses estudos. Se tiverem êxito, a equipe poderá solicitar um prêmio da Fase II. Como indicou Mason Peck, professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial de Cornell e ex-diretor de tecnologia da NASA, Savransky está no caminho certo com sua proposta do NIAC:
“À medida que as naves espaciais autônomas se tornam mais comuns, e à medida que continuamos a melhorar a forma como construímos espaçonaves muito pequenas, faz muito sentido fazer a pergunta de Savransky: É possível construir um telescópio espacial que possa ver mais longe e melhor, usando apenas componentes pequenos e baratos que se montam em órbita? ”
A missão alvo desse conceito é o Surveyor Ultravioleta / Óptico / Infravermelho Grande (LUVOIR), uma proposta que está sendo explorada atualmente como parte da Pesquisa Decadal da NASA em 2020. Como um dos dois conceitos sendo investigados pelo Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, esse conceito de missão exige um telescópio espacial com um espelho primário segmentado maciço que mede cerca de 15 metros (49 pés) de diâmetro.
Assim como o JWST, o espelho do LUVOIR seria composto de segmentos ajustáveis que se desdobrariam assim que fossem implantados no espaço. Atuadores e motores ajustariam e alinhariam ativamente esses segmentos para obter o foco perfeito e capturar a luz de objetos fracos e distantes. O objetivo principal desta missão seria descobrir novos exoplanetas e analisar a luz daqueles que já foram descobertos para avaliar suas atmosferas.
Como Savransky e seus colegas indicaram em sua proposta, seu conceito está diretamente alinhado com as prioridades dos roteiros de tecnologia da NASA em instrumentos científicos, observatórios e sistemas de sensores e robótica e sistemas autônomos. Eles também afirmam que a arquitetura é um meio credível de construir um telescópio espacial gigante, o que não seria possível para gerações anteriores de telescópios como Hubble e o JWST.
"James Webb será o maior observatório astrofísico que já colocamos no espaço, e é incrivelmente difícil", disse ele. "Então, subindo em escala, para 10 ou 12 metros ou potencialmente até 30 metros, parece quase impossível conceber como você construiria esses telescópios da mesma maneira que os construímos".
Tendo recebido um prêmio da Fase I, a equipe está planejando realizar simulações detalhadas de como os módulos voariam pelo espaço e se encontrariam para determinar o tamanho das velas solares. Eles também planejam realizar uma análise do conjunto de espelhos para validar que os módulos possam atingir a figura de superfície necessária depois de montados.
Como Peck indicou, se bem-sucedida, a proposta do Dr. Savransky poderia mudar o jogo:
"Se o professor Savransky provar a viabilidade de criar um grande telescópio espacial a partir de pequenos pedaços, ele mudará a maneira como exploramos o espaço. Poderemos nos dar ao luxo de ver mais longe e melhor do que nunca - talvez até a superfície de um planeta extra-solar. ”
Nos dias 5 e 6 de junho, a NASA também realizará uma Reunião de Orientação do NIAC em Washington DC, onde todos os vencedores da Fase I terão a chance de conhecer e discutir suas idéias. Outras propostas que receberam um prêmio da Fase I incluem robôs que mudam de forma para explorar Titan, sensores aéreos leves para explorar a atmosfera de Vênus, robôs enxame de asas agitadas para explorar Marte, uma nova forma de propulsão de feixe para missões interestelares (semelhante ao Breakthrough Starshot) , um robô movido a vapor para mundos oceânicos e um habitat auto-replicante feito de fungos.
Você pode ler mais sobre esses conceitos, bem como sobre os que receberam o prêmio da Fase II, aqui.
