जॉन माथेर
नासा गोडार्ड अंतरिक्ष उड़ान केंद्र
हम आईएसईई (पृथ्वी जैसे एक्सोप्लैनेट के लिए इन्फ्लैटेबल स्टारशेड) के पहले परिवार को 35 से 100 मीटर व्यास के आकार के साथ डिजाइन करेंगे। एक स्टारशेड किसी भी दूरबीन को एक्सोप्लैनेट का निरीक्षण करने में सक्षम बनाएगा, जो दुनिया भर में खगोल विज्ञान के लिए सर्वोच्च प्राथमिकता है। अन्य स्टारशेड अवधारणाओं की तुलना में, हमारा लक्ष्य कम द्रव्यमान, लागत और जटिलता है, जबकि अभी भी उच्च प्रदर्शन और विज्ञान उपज (>100 लक्ष्य) प्रदान करना है। हमारे स्टारशेड 6 मीटर व्यास वाले हैबिटेबल वर्ल्ड्स ऑब्जर्वेटरी (एचडब्ल्यूओ) के साथ संगत होंगे, जिसकी अब योजना बनाई जा रही है, साथ ही दुनिया का सबसे बड़ा टेलीस्कोप, 39 मीटर व्यास वाला यूरोपियन एक्सट्रीमली लार्ज टेलीस्कोप अब चिली में बनाया जा रहा है, जो एचओईई के हिस्से के रूप में काम कर रहा है। पृथ्वी जैसे एक्सोप्लैनेट के लिए हाइब्रिड वेधशाला), और अन्य भविष्य की दूरबीनें। हमें दृश्य तरंग दैर्ध्य पर ऑक्सीजन और यूवी पर ओजोन का निरीक्षण करने की आवश्यकता है।
लक्ष्य तारे और दूरबीन के बीच स्थित एक आईएसईई, एक्सोप्लैनेट को अवरुद्ध किए बिना तारों के प्रकाश को अवरुद्ध कर देगा। स्टारशेड्स में उत्तम ऑप्टिकल दक्षता होती है, वे किसी भी दूरबीन के साथ काम करते हैं, और वे लक्ष्य से 1010 गुना अधिक चमकीले तारे के लिए, आवश्यकता से कहीं अधिक बेहतर ढंग से तारे की रोशनी को रोक सकते हैं।
प्रतिस्पर्धी तकनीक ग्रह की छवि से तारों के प्रकाश को दूर रखने के लिए आंतरिक कोरोनोग्राफ के साथ एचडब्ल्यूओ जैसे लगभग पूर्ण और पूरी तरह से स्थिर अंतरिक्ष दूरबीन का उपयोग करती है। कोरोनाग्राफ़ का मुख्य लाभ यह है कि वे कॉम्पैक्ट, परीक्षण योग्य और तत्काल उपलब्धता वाले होते हैं। हालाँकि, परीक्षण किए गए कोरोनाग्राफ़ अभी तक कंट्रास्ट आवश्यकता को पूरा नहीं कर पाए हैं। इसके अलावा, पराबैंगनी कोरोनाग्राफ़ की कोई संभावना नहीं है। यदि एचडब्ल्यूओ और इसके कोरोनोग्राफ पर अत्यधिक पिकोमीटर स्थिरता और ऑप्टिकल पूर्णता आवश्यकताओं को स्टारशेड के साथ उपयोग करके आराम दिया जा सकता है, तो एचडब्ल्यूओ को बहुत कम लागत और जोखिम पर बनाया जा सकता है। यदि एक्सोप्लैनेट का यूवी अवलोकन आवश्यक है, तो HWO के साथ 35 मीटर स्टारशेड एकमात्र संभावित समाधान है।
एचडब्ल्यूओ नासा की अगली महान वेधशाला होगी, और इसमें एक्सोप्लैनेट का निरीक्षण करने के लिए एक उच्च प्रदर्शन कोरोनोग्राफ शामिल होगा। इस विकल्प ने प्रतिस्पर्धी स्टारशेड प्रौद्योगिकी के लिए परिदृश्य बदल दिया। एक स्टारशेड मिशन अभी भी आवश्यक हो सकता है यदि: A. HWO और उसके कोरोनोग्राफ को आवश्यकतानुसार निर्मित और परीक्षण नहीं किया जा सकता है; बी. एचडब्ल्यूओ को यूवी तरंग दैर्ध्य पर एक्सोप्लैनेट का निरीक्षण करना चाहिए, या 6 मीटर एचडब्ल्यूओ वांछित लक्ष्यों का निरीक्षण करने के लिए पर्याप्त बड़ा नहीं है; सी. एचडब्ल्यूओ लॉन्च के बाद पर्याप्त प्रदर्शन हासिल नहीं कर पाता है, और नियोजित सर्विसिंग और उपकरण प्रतिस्थापन को लागू नहीं किया जा सकता है; डी. एचडब्ल्यूओ अवलोकन हमें दिखाते हैं कि दिलचस्प एक्सोप्लैनेट दुर्लभ, दूर हैं, या मेजबान तारे के चारों ओर घने धूल के बादलों से छिपे हुए हैं, या एक उन्नत एचडब्ल्यूओ द्वारा पूरी तरह से चित्रित नहीं किए जा सकते हैं; या ई. एचडब्ल्यूओ अवलोकनों से पता चलता है कि अगले चरण के लिए यूवी डेटा, या बहुत बड़े टेलीस्कोप की आवश्यकता होती है, जो बोधगम्य एचडब्ल्यूओ कोरोनोग्राफ उन्नयन की क्षमता से परे है।
एक इन्फ्लेटेबल स्टारशेड स्टारशेड की मुख्य बाधा को दूर कर देगा: उनका यांत्रिक डिज़ाइन। स्टारशेड कभी नहीं उड़ाए गए हैं, उनके आकार और किनारे की सख्त आवश्यकताएं हैं, और उन्हें प्रेरित और सटीक स्थिति में रखा जाना चाहिए। अलग-अलग तत्वों पर आधारित पूर्व डिज़ाइनों को HWO (35-60 मीटर) और HOEE (100 मीटर) के लिए आवश्यक आकार तक बढ़ाया जा सकता है, लेकिन वे बड़े पैमाने पर होते हैं और उनका परीक्षण करना कठिन होता है, जिससे उच्च लागत और जोखिम होता है। हमारे व्यापक बजट का लक्ष्य 35 मीटर एचडब्ल्यूओ केस के लिए 250 किलोग्राम, 60 मीटर केस के लिए 650 किलोग्राम और 100 मीटर एचओईई केस के लिए 1700 किलोग्राम है। हम अपने विचारों का विस्तार करेंगे और ताकत, कठोरता के लिए उपयुक्त विस्तृत डिजाइन और सीमित तत्व मॉडल तैयार करेंगे। , स्थिरता, और थर्मल विश्लेषण। हम छोटे पैमाने के प्रयोगशाला परीक्षण उपकरण विकसित करेंगे और उच्च शक्ति वाली सामग्री की बड़ी शीटों को इन्फ़्लैटेबल सिस्टम में जोड़ने जैसे मुद्दों के समाधानों का सत्यापन करेंगे। वितरण योग्य वस्तुओं में बड़े पैमाने पर/बिजली बजट, ताकत और कठोरता, और महत्वपूर्ण वस्तुओं के प्रयोगशाला परीक्षण शामिल होंगे। हम स्टारशेड मापदंडों के आधार पर HWO और HOEE के लिए मिशन अवधारणाओं को अपडेट करेंगे।
एचडब्ल्यूओ मिशन की प्रगति के आधार पर, एक्सोप्लैनेट के बारे में हमारे ज्ञान को पूरा करने के लिए स्टारशेड्स की आवश्यकता हो सकती है। एक इन्फ्लैटेबल स्टारशेड उन्हें संभव बना सकता है।