Wide Field Infrared Survey Telescope

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Широкодиапазонный инфракрасный телескоп
WFIRST Design - December 2015.jpg
Тип орбиты гало-орбита
Дата запуска Середина 2020-х
Средство вывода на орбиту Delta IV Heavy (планируется)[1]
Научные инструменты
Сайт wfirst.gsfc.nasa.gov
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе
Визуализация траектории полёта телескопа WFIRST в точку Лагранжа L2 Солнце-Земля

WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) — широкодиапазонная инфракрасная обсерватория, шестая «великая» обсерватория НАСА», которая была рекомендована в 2010 году Десятилетним опросным комитетом Национального исследовательского совета США в качестве главного приоритета на следующее десятилетие в астрономии. 17 февраля 2016 года WFIRST был официально назначен миссией NASA[2].

Обсерватория WFIRST должна стать идеологическим наследником и заменой для сразу трех миссий — Хаббла, инфракрасного телескопа WISE и строящейся обсерватории «Джеймс Уэбб». WFIRST должна получить первые прямые фотографии экзопланет, раскрыть сущность темной энергии и понять, как распределена материя по Вселенной.

История программы[править | править код]

Разработка телескопа[править | править код]

  • 16 августа 2010 года Национальный исследовательский совет (NRC) академий наук США обнародовал обзор направлений исследовательской работы в области астрономии и астрофизики на следующее десятилетие. Приоритет среди крупных космических проектов, стоимость которых превышает миллиард долларов, отдан космической инфракрасной обсерватории WFIRST с зеркалом 1,3 метра и предполагаемым бюджетом 1,6 млрд долларов[3].
  • В 2010 году была сформирована Рабочая группа (Science Definition Team, SDT) проекта WFIRST.
  • 5 июня 2012 года стало известно, что Национальное управление военно-космической разведки США подарило НАСА две основы для телескопов, которые изначально намеревалось использовать для слежения за поверхностью Земли с орбиты, но затем планы разведки поменялись, и уже созданные инструменты признали устаревшими и невостребованными. По размеру главного зеркала они соответствовали телескопу «Хаббл» (2,4 метра), но обладали примерно в 100 раз большим полем зрения[4]. Одну из подаренных основ было решено использовать после соответствующего обновления в качестве базы для проекта WFIRST.
  • 19 февраля 2016 года проект WFIRST был одобрен для полноценного изготовления и запуска с максимальным бюджетом в 3,2 миллиарда долларов[5].
  • 19 октября 2017 года НАСА опубликовало отчет независимой от основной рабочей группы специалистов, согласно которому стоимость телескопа составит от 3,9 млрд до 4,2 млрд долларов. Кроме того, в отчете независимые эксперты ставят под сомнение ключевые решения специалистов JPL: коронограф реализовать сложнее, чем планирует JPL. Это же касается и некоторых других элементов будущего телескопа[6].
  • 28 августа 2019 года НАСА сообщило об успешном прохождении стадии защиты эскизного проекта (preliminary design review, PDR) будущего телескопа[7][8].
  • 24 сентября 2019 года JPL объявила об успешной защите эскизного проекта коронографа, который защитит высокочувствительную оптику будущего телескопа; таким образом, подтверждена готовность к сборке летного экземпляра этого инструмента[9][10][11].

Ожидаемые события[править | править код]

  • Осень 2019 — переход к Фазе С.

Подготовка и запуск[править | править код]

  • Согласно первоначальным планам космического агентства, постройка WFIRST изначально должна была начаться в 2019 году, однако она была перенесена на несколько лет из-за неясного статуса проекта.
  • В 2018 и 2019 годах власти США пытались полностью закрыть проект в связи с переориентацией на реализацию лунной программы «Артемида». Подобные предложения вызвали протесты научного сообщества и многих конгрессменов и сенаторов, в результате чего проект удалось сохранить.

Научные задачи[править | править код]

Научные задачи WFIRST относятся к передовым вопросам в космологии и исследованиях экзопланет.

Широкоугольная камера WFI
  • Поиск ответов на основные вопросы о темной энергии (совместно с программой ЕКА EUCLID), в том числе: вызвано ли космологическое ускорение новым компонентом энергии или нарушением принципов общей относительности на космологических масштабах. Телескоп будет использовать три метода поиска темной энергии: поиск барионных акустических осциляций[en], наблюдение за удаленными сверхновыми, использование слабого гравитационного линзирования.
Коронограф

Изначально планировалось разработать и установить полноценный прибор, но из-за финансовых ограничений (проект WFIRST едва укладывается в бюджет, а администрация Президента Трампа неоднократно предлагала его отменить) было принято решение ограничиться демонстратором технологий, который, тем не менее, сможет получать ценную для науки информацию.

  • Продолжение поиска крупных экзопланет размером с Юпитер и массой в 10% от земной[12] (небольшие каменистые планеты, вроде наших Земли и Марса, данный коронограф увидеть не сможет) методом микролинзирования:
— насколько часто планетные системы похожи на солнечную;
— какие типы планет существуют во внешних холодных регионах систем;
— что определяет пригодность для жизни для планет земной группы.
Обзор затронет 100 млн звезд в течение сотен дней с ожидаемым результатом в 2,5 тыс открытых экзопланет, большинство из которых будут каменистыми.
  • Получение непосредственных изображений крупных экзопланет, вроде газовых гигантов Солнечной системы, и изучение их спектров.
  • Получение облаков из комет, астероидов, газа и пыли, подобные главному поясу астероидов или облаку Оорта в Солнечной системе, окружающие далекие светила. Предполагается, что их изучение прояснит историю рождения Земли и всей Солнечной системы в целом.

Научные инструменты[править | править код]

Wide-Field Instrument (WFI, широкопольный инструмент) — широкоугольная 288-мегапиксельная многоспектральная камера инфракрасного диапазона разработки Lockheed Martin. Четкость изображений будет близка к фотографиям телескопа Хаббл, но на снимок WFIRST будет попадать около 0,28 квадратных градусов неба, что в сто раз больше чем у Хаббла[13]. В WFI используются решения, похожие на те, что компания уже применяла в камере ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), которая установлена на телескопе Джеймса Уэбба. Однако фокальная решетка WFI примерно в 200 раз больше аналогичной у NIRCam. Это позволит получать панорамные изображения звездного поля. WFI будет проводить исследования темной энергии и поиск экзопланент методом микролинзирования. Ожидается, что аппаратура позволит просматривать более 200 миллионов звезд каждые 15 минут на протяжении больше года[14].

Coronagraphic Instrument (CGI, коронограф) — высококонтрастный коронограф с небольшим полем зрения и спектрометрами, покрывающими диапазон волн от видимого света до близкого ИК, также используется новая технология подавления звездного света. Представляет собой набор из нескольких светонепроницаемых ширм и двух миниатюрных гибких зеркал, чья поверхность может менять свою форму по команде с Земли. Бортовой компьютер будет подстраивать геометрию поверхности зеркал таким образом, что прибор сможет "удалять" свет далеких звезд с картинки. Это позволит увидеть планеты, которые вращаются вокруг них.

Оценка стоимости и финансирование проекта[править | править код]

  • В 2010 году, еще до того, как военные подарили НАСА 2,4-метровое зеркало, проект оценивался в 1,6 млрд долларов.
  • 19 октября 2017 года НАСА опубликовало отчет независимой от основной рабочей группы специалистов, согласно которому стоимость телескопа составит от 3,9 млрд до 4,2 млрд долларов[15].
  • По состоянию на начало 2019 года Рабочая группа WFIRST оценивала стоимость создания телескопа в 3,2 млрд долларов. Столь заметное увеличение стоимости произошло по нескольким причинам: инфляция с момента первоначальных планов в 2010 году (+700 млн долларов), добавление коронографа (+500 млн долларов), затраты на сопровождение основной научной программы (+100 млн долларов), а также издержки, связанные с заменой первоначально предполагаемого зеркала диаметра 1,3 метра на подаренное военными 2,4-метровое (+300 млн долларов)[16].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. WFIRST-AFTA Science Definition Team Final Report. NASA Goddard Space Flight Center (13 February 2015). Дата обращения 10 июня 2015.
  2. (2016-02-18). NASA Introduces New, Wider Set of Eyes on the Universe. Пресс-релиз. Проверено 2016-02-18.
  3. В США предлагают пустить $2 млрд на поиски экзопланет и темной энергии. РИА Новости (16.08.2010).
  4. НАСА получило в подарок два "шпионских" телескопа. РИА Новости (05.06.2012).
  5. США запустят космическую обсерваторию WFIRST в середине 20-х годов. РИА Новости (19.02.2016).
  6. WFIRST Independent External Technical/Management/Cost Review (WEITR). NASA (19.10.2017).
  7. NASA защитило эскизный проект телескопа WFIRST. N+1 (03.09.2019).
  8. Telescope for NASA’s WFIRST Mission Advances to New Phase of Development. NASA (28.08.2019).
  9. WFIRST Space Telescope Fitted for 'Starglasses'. Jet Propulsion Laboratory (24.09.2019).
  10. NASA защитило проект коронографа телескопа WFIRST. N+1 (25.09.2019).
  11. Инженеры NASA завершили работу над защитой для телескопа WFIRST. ТАСС (25.09.2019).
  12. Ask Ethan: What Surprises Might NASA's Future Space Telescopes Discover?. Forbes (04.03.2017).
  13. Rauscher, Bernard Introduction to WFIRST H4RG-10 Detector Arrays. Дата обращения 7 сентября 2018.
  14. Ученые начнут "охоту за темной энергией" в 2020-х годах. РИА Новости (20.01.2017).
  15. WFIRST Independent External Technical/Management/Cost Review (WEITR). NASA (19.10.2017).
  16. The Wide Field Infrared Survey Telescope: 100 Hubbles for the 2020s. Arxiv.org (14.02.2019).

Ссылки[править | править код]