De fleste af os har oplevet frustrationen over forurening, tåge eller skyer, der forvandlet en nat med stargazing til en øvelse i frustration. Selv i kredsløb kan teleskoper ikke se for godt gennem det støv, der kaster det indre solsystem. Men et team af forskere fra NASA har fundet en måde at løfte astronomi ud af denne kosmiske tåge.
Venus, Jorden og Mars går alle i en støvsky skabt af kometer og lejlighedsvis kollisioner mellem asteroider. Denne såkaldte zodiacal sky er solsystemets mest lysende træk efter solen og kan være op til tusind gange lysere end objekterne astronomer faktisk er målrettet mod. Lyset påvirker orbitalobservationer på samme måde som lys fra en fuldmåne påvirker jordbaserede observationer. Zodiacal skyen er så lys, at den har forstyrret enhver infrarød, optisk og ultraviolet astronomisk observationsmission, som NASA nogensinde har lanceret.
”Kort sagt, det har aldrig været nat for rumastronomer,” sagde Matthew Greenhouse, en astrofysiker ved NASA's Goddard Space Flight Center i Greenbelt, MD. Lys fra skyen er størst i planet for Jordens bane, det samme plan, som hvert rumteleskop fungerer i.
Så hvordan planlægger NASA at komme væk fra skyen? Ved at vippe fremtidige teleskopbaner. Denne type justering ville lade rumfartøjer tilbringe en betydelig del af hver bane over og under det tykeste støv, hvilket giver det et klarere billede af genstande i rummet.
”Bare ved at placere et rumteleskop på disse skrå bane, kan vi forbedre dets følsomhed med en faktor to i det næsten ultraviolette og 13 gange i det infrarøde,” forklarede Greenhouse. ”Det er et gennembrud i videnskabskapacitet med absolut ingen stigning i størrelsen på teleskopets spejl.”
Greenhouse har samarbejdet med Scott Benson og COLlaborative Modelling and Parametric Assessment of Space Systems (COMPASS) -team, begge på NASA's Glenn Research Center i Cleveland, OH. De undersøger missioner for at placere et teleskop i denne type vinkelplan - en ekstra-stjernet kredsløb - ved hjælp af nye udviklinger i solpaneler, elektrisk fremdrift og lavere omkostninger, der kan udbringes, startkøretøjer.
De har udviklet en proof-of-concept mission kaldet Extra-Zodiacal Explorer (EZE), et 1.500 pund EX-klasse observatorium. EZE ville starte på en SpaceX Falcon 9-raket. Et kraftfuldt nyt sol-elektrisk drev som dets øverste trin ville dirigere rumfartøjet på en tyngdekraftassistent manøvre forbi Jorden eller Mars, en flyby, der ville omdirigere missionen til en bane, der er skråt ned til 30 grader til Jordens.
NASAs Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) motor er en forbedret type iondrev. Det fungerer ved at fjerne elektroner fra atomer af xenongas og accelerere de ladede ioner gennem et elektrisk felt for at skabe tryk. Selvom disse typer af motorer tilvejebringer langt mindre tryk på et givet tidspunkt end traditionelle kemiske raketter, er de meget mere brændstofeffektive og kan fungere i årevis.
To af disse avancerede motorer, der får deres magt fra solcelleanordninger ombord, skulle huse i øverste EZE-trin. De fyrede for at sende rumfartøjet på planetarisk flyby, der ville sætte det i en ekstra stjernetryk bane. "Vi har kørt en NÆSTE thruster i over 40.000 timer i jordtestning, mere end dobbelt så lang tid som thrusterens driftslevetid er nødvendig for at levere EZE-rumfartøjet til dets ekstra-zodiac-bane," forklarede Benson. "Dette er moden teknologi, der muliggør meget mere omkostningseffektive rumopgaver på tværs af både astrofysik og planetvidenskabelige discipliner."
Hvis denne konceptmission fungerer, siger teamet, vil det være den bedste præstation fra et observatorium i NASAs Explorer-programhistorie. Det vil også være en spilskifter. Som Greenhouse forklarede, “vil det stille ekstra zodiac-baner til rådighed for enhver astronom, der foreslår NASAs Explorer-program. Dette vil muliggøre en hidtil uset videnskabskapacitet for astrofysiske efterforskere. ”
Kilde: NASA.
