एक और तारे के चारों ओर ग्रहों को प्रकट करने के लिए, एक स्टारशेड को एक टेलीस्कोप से 40,000 किमी दूर उड़ने की जरूरत है, केवल 1 मीटर के भीतर संरेखित

एक्सोप्लैनेट का पता लगाने और अध्ययन करने के भविष्य के प्रयासों में सहायता करने के लिए, नासा के जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी के साथ इंजीनियरों - के संयोजन के साथ एक्सोप्लैनेट एक्सप्लोरेशन प्रोग्राम (ExEP) – बनाने के लिए काम कर रहे हैं Starshade . एक बार तैनात होने के बाद, यह क्रांतिकारी अंतरिक्ष यान दूर के तारों से आने वाली अस्पष्ट रोशनी को रोककर अगली पीढ़ी के दूरबीनों की मदद करेगा ताकि एक्सोप्लैनेट को सीधे चित्रित किया जा सके।

हालांकि यह बहुत सीधा लग सकता है, स्टारशेड को भी कुछ गंभीर में संलग्न होने की आवश्यकता होगी गठन उड़ान ताकि अपना काम प्रभावी ढंग से कर सकें। यह स्टारशेड टेक्नोलॉजी डेवलपमेंट टीम (उर्फ। एस 5) माइलस्टोन 4 रिपोर्ट द्वारा पहुंचा गया निष्कर्ष था - जो इसके माध्यम से उपलब्ध है एक्सईपी वेबसाइट . जैसा कि रिपोर्ट में कहा गया है, स्टारशेड को अत्यधिक दूरी पर भी अंतरिक्ष दूरबीनों के साथ पूरी तरह से संरेखित करने की आवश्यकता होगी।

जबकि ओवर चार हजार एक्सोप्लैनेट को आज तक बिना किसी स्टारशेड की मदद के खोजा गया है, उनमें से अधिकांश को अप्रत्यक्ष साधनों का उपयोग करके खोजा गया था। सबसे प्रभावी साधनों में चमक में आवधिक गिरावट के लिए दूर के सितारों को देखना शामिल है जो ग्रहों के पारित होने का संकेत देते हैं पारगमन विधि ) और एक ग्रह प्रणाली की उपस्थिति का निर्धारण करने के लिए एक तारे की गति को आगे और पीछे मापना (the रेडियल वेग विधि )

एक्सोप्लैनेट का पता लगाने और उनके आकार, द्रव्यमान और कक्षीय अवधि के सटीक अनुमान प्राप्त करने में प्रभावी होने पर, ये विधियां बहुत प्रभावी नहीं होती हैं जब यह निर्धारित करने की बात आती है कि उनकी सतहों पर क्या स्थितियां हैं। ऐसा करने के लिए, वैज्ञानिकों को इन ग्रहों के वायुमंडल पर स्पेक्ट्रोग्राफिक जानकारी प्राप्त करने में सक्षम होना चाहिए, जो यह निर्धारित करने की कुंजी है कि क्या वे वास्तव में रहने योग्य हो सकते हैं।

छोटे, चट्टानी ग्रहों (उर्फ 'पृथ्वी जैसा') के साथ ऐसा करने का एकमात्र विश्वसनीय तरीका प्रत्यक्ष इमेजिंग के माध्यम से है। लेकिन चूंकि तारे किसी ग्रह के वायुमंडल से परावर्तित प्रकाश की तुलना में अरबों गुना अधिक चमकीले हो सकते हैं, इसलिए इसे अंजाम देना एक अविश्वसनीय रूप से कठिन प्रक्रिया है। स्टारशेड में प्रवेश करें, जो एक छाया का उपयोग करके सितारों के उज्ज्वल प्रकाश को अवरुद्ध कर देगा जो अंतरिक्ष यान से फूल की पंखुड़ियों की तरह फैल जाएगा।

यह नाटकीय रूप से अंतरिक्ष दूरबीनों की बाधाओं में सुधार करेगा जो किसी भी ग्रह की परिक्रमा करते हैं जो किसी तारे की परिक्रमा करते हैं। हालांकि, इस पद्धति के काम करने के लिए, दो अंतरिक्ष यान को 1 मीटर (3 फीट) के भीतर संरेखित रहने की आवश्यकता होगी, इस तथ्य के बावजूद कि वे 40,000 किमी (24,850 मील) की दूरी तक उड़ान भरेंगे। यदि वे इससे अधिक कुछ भी बंद कर देते हैं, तो स्टारलाइट स्टारशेड के चारों ओर लीक हो जाएगा और टेलीस्कोप के किसी भी एक्सोप्लैनेट के दृश्य को अस्पष्ट कर देगा।

जैसा कि जेपीएल इंजीनियर माइकल बॉटम ने हाल ही में नासा में समझाया था प्रेस विज्ञप्ति :

'स्टारशेड तकनीक के लिए हम जिन दूरियों की बात कर रहे हैं, उनकी कल्पना करना कठिन है। यदि स्टारशेड को एक ड्रिंक कोस्टर के आकार तक छोटा कर दिया जाता है, तो टेलीस्कोप एक पेंसिल इरेज़र के आकार का होता और वे लगभग 60 मील [100 किलोमीटर] से अलग हो जाते। अब कल्पना कीजिए कि वे दो वस्तुएं अंतरिक्ष में मुक्त तैर रही हैं। वे दोनों गुरुत्वाकर्षण और अन्य बलों से इन छोटे टग और कुहनी का अनुभव कर रहे हैं, और उस दूरी पर हम उन दोनों को लगभग 2 मिलीमीटर के भीतर ठीक से संरेखित करने की कोशिश कर रहे हैं। ”

दूर के तारों के प्रकाश को अवरुद्ध करके, एक्सोप्लैनेट-शिकार टेलीस्कोप सीधे ग्रहों की परिक्रमा प्रणाली की छवि बनाने में सक्षम होंगे। श्रेय: NASA/JPL-कैल्टेक

S5 माइलस्टोन 4 रिपोर्ट मुख्य रूप से 20,000 से 40,000 किमी (12,500 से 25,000 मील) की एक पृथक्करण सीमा और 26 मीटर (85 फीट) व्यास वाले एक शेड को देखती थी। इन मापदंडों के भीतर, एक स्टारशेड अंतरिक्ष यान एक मिशन के साथ काम करने में सक्षम होगा जैसे नासा का वाइड फील्ड इन्फ्रारेड सर्वे टेलीस्कोप (WFIRST) , एक प्राथमिक दर्पण के साथ एक टेलीस्कोप जिसका व्यास 2.4 मीटर (~ 16.5 फीट) है, जिसे 2020 के मध्य तक लॉन्च करने के लिए निर्धारित किया गया है।

दो अंतरिक्ष यान के बीच आवश्यक संरेखण का निर्धारण करने के बाद, बॉटम और उनकी टीम ने डब्ल्यूएफआईआरएसटी जैसे दूरबीनों के लिए एक अभिनव तरीका विकसित किया ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि स्टारशेड संरेखण से बाहर निकल गए थे या नहीं। इसमें एक कंप्यूटर प्रोग्राम का निर्माण शामिल था जो यह पहचान सकता था कि कब प्रकाश और अंधेरे पैटर्न दूरबीन पर केंद्रित थे और कब वे केंद्र से बाहर चले गए थे।

बॉटम ने पाया कि यह तकनीक स्टारशेड की स्थिति में थोड़े से बदलाव को महसूस करने में बहुत प्रभावी थी, यहां तक ​​​​कि अत्यधिक दूरी पर भी। यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह खुद को संरेखित रखता है, साथी जेपीएल इंजीनियर थिबॉल्ट फ्लिनोइस और उनके सहयोगियों ने एल्गोरिदम का एक सेट विकसित किया है जो बॉटम के कार्यक्रम द्वारा प्रदान की गई जानकारी पर निर्भर करता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि स्टारशेड के थ्रस्टर्स को संरेखण में रखने के लिए कब फायर करना चाहिए।

बॉटम के काम के साथ संयुक्त, इस रिपोर्ट से पता चला है कि दो अंतरिक्ष यान को संरेखित रखना स्वचालित सेंसर और थ्रस्टर नियंत्रणों का उपयोग करना संभव है - भले ही एक बड़े स्टारशेड और टेलीस्कोप का उपयोग किया गया हो और 74, 000 किमी (46,000 मील) दूर स्थित हो। जहां तक ​​स्वायत्त प्रणालियों के संबंध में क्रांतिकारी है, यह प्रस्ताव नासा के वैज्ञानिकों के लिए एक लंबी परंपरा पर आधारित है।

एक्सोप्लैनेट बीटा पिक्टोरिस बी, जिसे प्रत्यक्ष इमेजिंग द्वारा देखा गया था। क्रेडिट: ईएसओ

नासा के स्टारशेड टेक्नोलॉजी डेवलपमेंट एक्टिविटी के मैनेजर फिल विलेम्स ने समझाया:

'यह मेरे लिए एक अच्छा उदाहरण है कि कैसे अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी अपनी पिछली सफलताओं पर निर्माण करके और अधिक असाधारण हो जाती है। जब भी कोई कैप्सूल अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर उतरता है, हम हर बार अंतरिक्ष में उड़ान भरने वाले फॉर्मेशन का उपयोग करते हैं। लेकिन माइकल और थिबॉल्ट इससे कहीं आगे निकल गए हैं, और उन्होंने पृथ्वी से भी बड़े पैमाने पर गठन को बनाए रखने का एक तरीका दिखाया है।'

यह पुष्टि करके कि नासा इन कड़े 'गठन संवेदन और नियंत्रण' आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, नीचे और साथी जेपीएल इंजीनियर थिबॉल्ट फ्लिनोइस ने स्टारशेड मिशन का सामना करने वाले तीन प्रौद्योगिकी अंतरालों में से एक को संबोधित किया है - विशेष रूप से, शामिल सटीक दूरी छाया के आकार से कैसे संबंधित हैं स्वयं और दूरबीन का प्राथमिक दर्पण।

आने वाले वर्षों में नासा की अगली पीढ़ी के अंतरिक्ष दूरबीनों में से एक के रूप में, WFIRST प्रकाश-अवरोधक तकनीक के दूसरे रूप का उपयोग करने वाला पहला मिशन होगा। एक तारकीय कोरोनग्राफ के रूप में जाना जाता है, इस उपकरण को दूरबीन में एकीकृत किया जाएगा और यह नेपच्यून की छवियों को सीधे बृहस्पति के आकार के एक्सोप्लैनेट पर कैप्चर करने की अनुमति देगा।

जबकि एक स्टारशेड परियोजना को अभी तक उड़ान के लिए अनुमोदित नहीं किया गया है, संभावित रूप से 2020 के अंत तक WFIRST के साथ काम करने के लिए भेजा जा सकता है। गठन-उड़ान की आवश्यकता को पूरा करना यह प्रदर्शित करने की दिशा में सिर्फ एक कदम है कि परियोजना संभव है। इस शांत वीडियो को देखना सुनिश्चित करें जो बताता है कि स्टारशेड मिशन कैसे काम करेगा, नासा जेपीएल की सौजन्य:

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