NASA przedstawiła właśnie ambitny plan stworzenia nietypowego teleskopu, który zajmie się obserwowaniem przestrzeni kosmicznej. Teleskop ten nie zostanie wystrzelony w przestrzeń kosmiczną przez rakietę, ale zamiast tego umieszczony w stratosferze z pomocą gigantycznego balonu.
Dlaczego NASA zdecydowała się na takie przedsięwzięcie? Chociaż balony mogą wydawać się przestarzałą technologią, mają one wiele zalet względem misji naziemnych lub kosmicznych. Przede wszystkim, koszty realizacji misji z ich użyciem są niższe. Poza tym czas mijający od ich zaplanowania do wdrożenia zwykle jest krótszy. Z tych powodów NASA regularnie korzysta z balonów, choć mówi się o tym raczej rzadko.
Start jednego z balonów NASA, który miał miejsce w 2016 roku. | Źródło: NASA/JPL-Caltech
Oczy, które zobaczą to, czego nie widać z Ziemi
W przypadku nowo zaplanowanego teleskopu, któremu nadano nazwę ASTHROS (ang. Astrophysics Stratospheric Telescope for High Spectral Resolution Observations at Submillimeter-wavelengths), realizacja misji w formie naziemnej w ogóle nie wchodzi w grę. To dlatego, że amerykańska agencja kosmiczna chce zbudować go w celu prowadzenia obserwacji w zakresie dalekiej podczerwieni. Takie docierające z kosmosu światło jest przez naszą atmosferę blokowane, więc aby je odebrać trzeba udać się przynajmniej kilkadziesiąt kilometrów nad powierzchnię planety.
Właśnie tego ASTHROS dokona z pomocą swojego balonu. Teleskop zostanie umieszczony w stratosferze, na wysokości około 40 kilometrów. Dla porównania samoloty komercyjnych linii lotniczych latają około cztery razy niżej. Do przestrzeni kosmicznej będzie mu brakować jakichś 60 kilometrów.
Sam ASTHROS ma zawierać 2,5 metrową antenę dyskową wraz z lustrami, soczewkami oraz czujnikami zbudowanymi w celu odbierania światła dalekiej podczerwieni. Jako że teleskopy odbierające takie światło muszą być chłodzone, na pokładzie znajdzie się również kriochłodnica, która będzie musiała utrzymywać temperaturę czujników na poziomie -268,6 stopnia Celsjusza, niewiele powyżej tak zwanego zera absolutnego. Balon, który wyniesie omawianą konstrukcję do stratosfery, ma mieć aż 150 metrów szerokości.
Zjawisko, które należy zgłębić
Celem teleskopu ASTHROS będzie obserwowanie obszarów bardzo burzliwych, w których regularnie dochodzi do narodzin nowych gwiazd. Dokładniej mówiąc, przyjrzy się on czterem obszarom, w tym mgławicy Carina w Drodze Mlecznej. Obserwując je, będzie on dokonywał pomiarów ruchu, prędkości oraz gęstości gazów otaczających nowo narodzone gwiazdy, jak również szukał śladów obecności konkretnych typów jonów azotu.
Mgławica Carina, jeden z obiektów, którym przyjrzy się teleskop ASTHROS. | Źródło: NASA, ESA, N. Smith (University of California, Berkeley) et al., the Hubble Heritage Team (STScI/AURA
NASA ma nadzieję, że wspomniane jony azotu pozwolą ujawnić miejsca, gdzie gwałtowne wiatry wywołane powstaniem nowej gwiazdy lub wybuchem innej w postaci supernowej doprowadziły do zmian kształtu chmur gazu w swej okolicy. Takie wiatry są źródłem zjawiska zwanego gwiezdnym sprzężeniem zwrotnym (ang. stellar feedback), które może albo spowodować przyspieszenie procesów formacji gwiazd, albo im całkowicie zapobiec. Być może prowadząc obserwacje z pomocą teleskopu ASTHROS NASA zdoła poznać to zjawisko nieco lepiej.
NASA planuje umieścić teleskop w stratosferze w grudniu 2023 roku. Start miałby się odbyć z Antarktydy. ASTHROS został zaprojektowany tak, by wykonał dwa lub trzy okrążenia wokół bieguna południowego w ciągu trzech do czterech tygodni. Po upływie tego czasu operatorzy misji wyślą do urządzenia komendę, która spowoduje oddzielenie balonu od gondoli. Gondola z instrumentami naukowymi następnie powoli osiądzie na powierzchni Ziemi za sprawą spadochronu. Istnieje szansa, że w przyszłości NASA wykorzysta ją podczas kolejnej misji.
Źródło: NASA, fot. tyt. NASA