Большой оптический инфракрасный датчик ультрафиолетового излучения - Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor

Большой оптический инфракрасный датчик ультрафиолетового излучения
Рендеринг обсерватории LUVOIR-A, 2019.png
Визуализация концепции обсерватории LUVOIR-A
Имена LUVOIR
Интернет сайт www .luvoirtelescope .org
Свойства космического корабля
Тип космического корабля Космическая обсерватория
Начало миссии
Дата запуска Конец 2030-х годов (предлагается)
Параметры орбиты
Справочная система Солнце-Земля Лагранж 2 балла
Основной
Диаметр 8 или 15 м (26 или 49 футов)
Длины волн УФ , видимый и инфракрасный
Логотип LUVOIR FINAL для Light BG.png
Знаки отличия предложения миссии  

Большой Ультрафиолетовый оптический инфракрасный топограф , широко известный как LUVOIR ( / L ˙U v ɑːr / ), является многопрофильной волной космической обсерватории концепции разрабатывается NASA под руководством Определения команды по науке и техники. Это одна из четырех концепций крупных астрофизических космических миссий, которые изучаются в рамках подготовки к декадному обзору Национальной академии наук 2020 года по астрономии и астрофизике . Хотя LUVOIR - это концепция обсерватории общего назначения, ее основная научная цель - охарактеризовать широкий спектр экзопланет , включая те, которые могут быть обитаемыми . Дополнительная цель состоит в том, чтобы сделать возможным широкий спектр астрофизики , от эпохи реионизации , через формирование и эволюцию галактик до образования звезд и планет. Также будут возможны мощные изображения и спектроскопические наблюдения тел Солнечной системы. LUVOIR будет большой стратегической научной миссией и будет рассматриваться для начала разработки где-то после 2020 года. Команда LUVOIR разработала дизайн для двух вариантов LUVOIR: один с зеркалом телескопа диаметром 15 м ( LUVOIR-A ) и один с диаметром 8 мм. Зеркало диаметром м ( LUVOIR-B ). LUVOIR может наблюдать ультрафиолетовые , видимые и ближние инфракрасные волны света . Итоговый отчет о 3,5-летнем концептуальном исследовании миссии LUVOIR был опубликован 26 августа 2019 года.

Задний план

В 2016 году НАСА начало рассматривать четыре различных концепции космических телескопов для будущих крупных стратегических научных миссий. Это Миссия по визуализации обитаемой экзопланеты (HabEx), Большой ультрафиолетовый оптический инфракрасный сканер (LUVOIR), рентгеновская обсерватория Lynx и космический телескоп Origins (OST). В 2019 году четыре команды подали свои окончательные отчеты в Национальную академию наук , независимый комитет по декадным исследованиям которой дает НАСА рекомендации относительно того, какая миссия должна стать приоритетной. В случае финансирования LUVOIR будет запущен примерно в 2039 году с использованием тяжелой ракеты-носителя и будет выведен на орбиту вокруг точки Лагранжа 2 Солнца и Земли .

Миссия

Исследования экзопланет - одна из основных задач миссии LUVOIR.

Основные цели LUVOIR - исследование экзопланет , космического происхождения и Солнечной системы . LUVOIR сможет анализировать структуру и состав атмосфер и поверхностей экзопланет. Он также может обнаруживать биосигнатуры, возникающие в результате жизни в атмосфере далекой экзопланеты. Интересующие атмосферные биосигнатуры включают CO
2
, CO, молекулярный кислород ( O
2
), озон ( O
3
), вода ( H
2
O
) и метана ( CH
4
). Возможность работы с несколькими длинами волн LUVOIR также предоставит ключевую информацию, которая поможет понять, как УФ-излучение звезды-хозяина регулирует фотохимию атмосферы на обитаемых планетах . LUVOIR также будет наблюдать большое количество экзопланет, охватывающих широкий спектр характеристик (масса, тип звезды, возраст и т. Д.), С целью поместить Солнечную систему в более широкий контекст планетных систем.

В сферу астрофизических исследований входят исследования космической структуры в далеких пространствах и времени, формирование и эволюция галактик , а также рождение звезд и планетных систем .

В области исследований Солнечной системы LUVOIR может обеспечить разрешение изображения до 25 км в видимом свете на Юпитере, что позволяет детально отслеживать динамику атмосферы на Юпитере , Сатурне , Уране и Нептуне в течение длительного времени. Чувствительные изображения с высоким разрешением и спектроскопия комет , астероидов , лун и объектов пояса Койпера , которые не будут посещены космическими кораблями в обозримом будущем Солнечной системы, могут предоставить жизненно важную информацию о процессах, сформировавших Солнечную систему много лет назад. Кроме того, LUVOIR играет важную роль в изучении шлейфов океанических спутников внешней части Солнечной системы, в частности Европы и Энцелада , в течение длительного периода времени.

дизайн

LUVOIR будет оснащен внутренним коронографом (называемым ECLIPS), который позволит проводить прямые наблюдения за экзопланетами земного типа. Внешний звездообразный экран также является вариантом для меньшего дизайна LUVOIR (LUVOIR-B).

К другим изученным кандидатским научным инструментам относятся: формирователь изображения высокой четкости, широкопольная камера ближнего УФ, оптического и ближнего инфракрасного диапазонов ; LUMOS, ультрафиолетовый многообъектный спектрограф ; и POLLUX, ультрафиолетовый спектрополяриметр .

POLLUX изучается европейским консорциумом под руководством и при поддержке Французского космического агентства .

Обсерватория может наблюдать длины волн света от дальнего ультрафиолета до ближнего инфракрасного диапазона. Чтобы обеспечить исключительную стабильность волнового фронта, необходимую для коронографических наблюдений экзопланет земного типа, конструкция LUVOIR включает три принципа. Во-первых, минимизируются вибрации и механические возмущения по всей обсерватории. Во-вторых, и телескоп, и коронограф включают несколько уровней управления волновым фронтом через активную оптику. В-третьих, телескоп активно нагревается до точной температуры 270 К (26 ° F), чтобы контролировать тепловые возмущения. План развития LUVOIR технологии поддерживается при финансовой поддержке НАСА Концепции исследований Астрофизика стратегической миссия программы, Goddard Space Flight Center , то центр космических полетов Маршалла , то Лаборатория реактивного движения и связанные с ними программы на Northrop Grumman Aerospace Systems и Ball Aerospace .

LUVOIR-A

Сравнение главных зеркал космического телескопа Хаббла, космического телескопа Джеймса Уэбба и предлагаемого космического телескопа высокого разрешения (HDST)
Прямой, в масштабе, сравнение между первичными зеркалами космического телескопа , космического телескопа Джеймса Вебба , и LUVIOR-A (HDST)

LUVOIR-A, ранее известный как космический телескоп высокого разрешения ( HDST ), будет состоять из 36 зеркальных сегментов с апертурой 15 м (49 футов) в диаметре, что позволит получать изображения в 24 раза резче, чем у космического телескопа Хаббла . LUVOIR-A будет достаточно большим, чтобы найти и изучить десятки планет земного типа в ближайших окрестностях . Он может разрешить такие объекты, как ядро ​​небольшой галактики или газовое облако, на пути к коллапсу в звезду и планеты . Первое исследование HDST было опубликовано Ассоциацией университетов по исследованию астрономии (AURA) 6 июля 2015 года. Обоснование HDST было изложено в отчете о будущем астрономии под названием «От космического рождения до живых Земель». по заказу AURA, которая управляет Хабблом и другими обсерваториями от имени НАСА и Национального научного фонда . Идеи для первоначального предложения HDST включали внутренний коронограф , диск, который блокирует свет от центральной звезды, делая тусклую планету более видимой, и звездный навес, который будет плавать на километры перед ней, чтобы выполнять ту же функцию. Первоначальная смета составляет около 10 миллиардов долларов. LUVOIR-A складывается, поэтому ему нужен только обтекатель полезной нагрузки шириной 8 метров.

LUVOIR-B

LUVOIR-B, ранее известный как Космический телескоп с большой апертурой передовых технологий ( ATLAST ), представляет собой 8-метровую архитектуру, первоначально разработанную Научным институтом космического телескопа , центром научных операций для космического телескопа Хаббла. Хотя он меньше, чем LUVIOR-A, он разработан для обеспечения углового разрешения, которое в 5–10 раз лучше, чем у космического телескопа Джеймса Уэбба , и предела чувствительности, который до 2000 раз лучше, чем у HST. Команда LUVOIR ожидает, что телескоп можно будет обслуживать - аналогично HST - либо беспилотным космическим кораблем, либо астронавтами через Орион или звездолет . Такие инструменты, как камеры, потенциально могут быть заменены и возвращены на Землю для анализа их компонентов и будущих обновлений.

Первоначальный бэкроним, использованный для первоначальной концепции миссии, «ATLAST», был каламбуром, относящимся к времени, которое потребовалось для принятия решения о преемнике HST. Сам ATLAST предлагал три разные архитектуры: 8-метровый монолитный зеркальный телескоп, сегментированный зеркальный телескоп 16,8 метра (55 футов) и сегментированный зеркальный телескоп 9,2 метра (30 футов). Текущая архитектура LUVOIR-B перенимает наследие дизайна JWST, по сути являясь увеличивающимся вариантом JWST, имеющим сегментированное главное зеркало 6,5 м. Работая на солнечной энергии , он будет использовать внутренний коронограф или внешний оккультор , может характеризовать атмосферу и поверхность экзопланеты размером с Землю в обитаемой зоне долгоживущих звезд на расстояниях до 140 световых лет (43 пк), включая скорость его вращения, климат и обитаемость. Телескоп также позволит исследователям собрать информацию о характере доминирующих особенностей поверхности, изменениях облачного покрова и климата и, возможно, сезонных колебаниях поверхностной растительности. LUVOIR-B был разработан для запуска на ракете большой грузоподъемности со стандартным в отрасли стартовым обтекателем диаметром 5 м (16 футов).

Смотрите также

Ссылки

внешние ссылки