Osvětlení temných vesmírných věků

Osvětlení temných vesmírných věků

Tento obrázek zobrazuje koncepční dalekohled měsíčního kráteru na opačné straně měsíce. Koncept rané fáze je studován v rámci grantového financování z programu Inovativní pokročilé koncepty NASA, ale není úkolem NASA. Uznání: Vladimir Vostiansky

Raná fáze NASA Tento koncept mohl vidět, jak roboti připevňují drátěné pletivo v kráteru na odvrácené straně Měsíce a vytvářejí radioteleskop, který pomáhá prozkoumat úsvit vesmíru.

Po letech vývoje získal projekt Lunar Crater Radio Telescope (LCRT) částku 500 000 $ na podporu přesčasů, protože vstupuje do druhé fáze programu NASA Inovativní pokročilé koncepty (NIAC). I když ještě není misí NASA, LCRT popisuje koncept mise, který by mohl změnit pohled lidstva na vesmír.

Primárním cílem LCRT bude měření dlouhovlnných rádiových vln produkovaných kosmickými temnými věky – období, které trvalo několik stovek milionů let po velká exploze„Ale než začaly existovat první hvězdy. Kosmologové toho o tomto období vědí jen málo, ale přišli s odpověďmi na některá z největších tajemství vědy, která se mohou omezit na rádiové emise dlouhými vlnami produkované plynem, který by během tohoto období naplnil vesmír.

Řekl Joseph Lazio, radioastronom v laboratoři Jet Propulsion Laboratory NASA v jižní Kalifornii a člen týmu LCRT. „S dostatečně velkým radioteleskopem dále od Země můžeme sledovat procesy, které by vedly ke vzniku prvních hvězd, a možná dokonce najít stopy k povaze temné hmoty.“

Radio Crater Radio Telescope

Povrch měsíce je pokryt krátery a přirozená deprese může poskytnout podpůrnou strukturu pro misku radioteleskopu. Jak je znázorněno na tomto obrázku, vozíky Doxel mohou ukotvit drátěné pletivo od okraje hubice. Uznání: Vladimir Vostiansky

Radioteleskopy na Zemi nemohou toto tajemné období prozkoumat, protože rádiové vlny z té doby se odrážejí vrstvou iontů a elektronů v horní části naší atmosféry, oblasti zvané ionosféra. Náhodné rádiové emise z naší hlučné civilizace mohou interferovat také s radioastronomií a zaplavovat nejslabší signály.

READ  NASA uvedla, že erupce sopky Tonga způsobila výbuch 58 000 olympijských bazénů vody do atmosféry

Ale na odvrácené straně měsíce není atmosféra, která by tyto signály odrážela, a samotný měsíc zabrání rádiovému chvění Země. Odvrácená strana Měsíce může být prvotřídní drogou pro bezprecedentní studium raného vesmíru.

Radioteleskopy na Zemi nemohou vidět kosmické rádiové vlny ve vzdálenosti asi 33 stop [10 meters] Saptarchi Bandiupadhyay, Robotics Technologist ve společnosti Laboratoř tryskového pohonu A hlavní řešitel projektu LCRT. „Ale předchozí nápady na stavbu rádiové antény na Měsíci byly náročné na zdroje a komplikované, takže jsme museli vymyslet něco jiného.“

Budování dalekohledů pomocí robotů

Aby byla LCRT citlivá na dlouhé rádiové vlnové délky, musí být masivní. Cílem je vytvořit anténu o šířce více než 1 km v kráteru o šířce 3 km. Největší radioteleskopy s jednou deskou na Zemi – například sférický dalekohled o rychlosti pět set metrů (FAST) v Číně o délce 1 600 stop (FAST) a sférický dalekohled široký 1 000 stop (široký 305 metrů), který je není v současné době funkční. Observatoř Arecibo v Portoriku je postavena – v přírodních miskovitých prohlubních v krajině, které poskytují podpůrnou strukturu.

Měsíční mřížková tryska

Koncepční radioteleskop lze postavit z drátěné misky uvnitř kráteru. Na tomto obrázku lze přijímač vidět zavěšený nad miskou pomocí systému kabelů ukotveného na okraji tlamy. Uznání: Vladimir Vostiansky

Tato kategorie radioteleskopu využívá tisíce reflexních panelů zavěšených uvnitř prohlubně, aby celý povrch antény odrážel rádiové vlny. Přijímač poté visí přes systém kabelů v ohniskovém bodě nad talířem, ukotveného ve věžích po obvodu talíře, aby měřil rádiové vlny odrážející se od zakřiveného povrchu dole. Ale navzdory své velikosti a složitosti není ani FAST citlivý na rádiové vlnové délky přes 14 stop (4,3 metru).

Bandiopadhyay se svým týmem inženýrů, vědců v robotice a vědců v Jet Propulsion Laboratory zkondenzoval tuto třídu rádiových dalekohledů do nejjednodušší podoby. Jejich koncepce eliminuje potřebu transportu těžkých materiálů na Měsíc a pomocí robotů automatizuje stavební proces. Namísto použití tisíců reflexních panelů k zaostření příchozích rádiových vln bude LCRT konstruován z tenkého drátěného pletiva ve středu díry. Jedna kosmická loď spojí mřížku a samostatný přistávací modul uloží letouny DuAxel, aby misku postavil během několika dní nebo týdnů.

READ  Vědci mají kontroverzní teorii o tom, jak a jak rychle vznikla Země

DuAxel, automatizovaný koncept vyvíjený v JPL, se skládá ze dvou jednoosých turistických vozidel (nazývaných Axel), která se mohou od sebe oddělit, ale zůstanou připojena pomocí lana. Polovina bude fungovat jako kotva na okraji jámy, zatímco ostatní sestupují do budovy.

„DuAxel řeší mnoho problémů spojených se pozastavením takové velké antény uvnitř měsíčního kráteru,“ řekl Patrick McGarry, technologický robot JPL a člen projektového týmu LCRT a DuAxel. „Axel Rovers může proniknout do kráteru, zatímco je připevněn k drátům, stlačit dráty a zvednout dráty, aby pozastavil anténu.“

Identifikujte výzvy

Aby se projekt dostal na další úroveň, využijí financování z druhé fáze NIAC ke zlepšení schopností dalekohledu a různých metod mise při identifikaci budoucích výzev.

Jednou z největších výzev, kterým tým v této fázi čelí, je návrh kabelové sítě. Aby se zachoval tvar paraboly a přesný rozestup mezi dráty, síť musí být silná a pružná, a přesto dostatečně lehká na to, aby se mohla pohybovat. Mřížka musí být také schopna odolat změnám divokých teplot na povrchu měsíce – počínaje minus 280 stupni Fahrenheita (Minus 173 stupňů Celsia) Až do 260 ° F (127 ° C) – bez kroucení nebo selhání.

Dalším úkolem je určit, zda by sloučeniny Doxl měly být plně automatizované nebo zda by měly zahrnovat lidský faktor do rozhodovacího procesu. Lze DuAxels build také doplnit o další stavební technologie? Například vypouštění harpun na povrch měsíce může lépe stabilizovat síť LCRT, což vyžaduje méně robotů.

I když je odvrácená strana Měsíce v tuto chvíli „rádiově klidná“, v budoucnu se to může změnit. Koneckonců, Čínská kosmická agentura má za úkol prozkoumat odvrácenou stranu Měsíce a další vývoj měsíčního povrchu by mohl ovlivnit potenciální radioastronomické projekty.

READ  Případy COVID hacku se na Havaji objevují od července

Během příštích dvou let bude tým LCRT pracovat na identifikaci dalších výzev a otázek. Pokud budou úspěšní, mohou být vybráni pro další vývoj, iterativní proces, který inspiruje Bandyopadhyay.

„Vývoj tohoto konceptu by mohl vést k několika významným průlomům, zejména pokud jde o technologie nasazení a použití robotů k budování gigantických struktur mimo Zemi,“ uvedl. „Jsem hrdý na to, že mohu spolupracovat s tímto různorodým týmem odborníků, kteří inspirují svět k přemýšlení o velkých myšlenkách, které mohou přinést průkopnické objevy o vesmíru, ve kterém žijeme.“

NIAC je financováno z ředitelství mise vesmírných technologií NASA, které je odpovědné za vývoj nových komplexních technologií a schopností, které agentura potřebuje.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *