NASA’nın 450 milyon galaksiyi araştıracak en yeni uzay teleskobu

NASA’nın gökyüzünü haritalamak için tasarlanan SPHEREx uzay teleskobu hazırlıkların son aşamasında. Suyun kökenini, yaşam için gerekli elementleri, galaksilerin oluşumunu ve evrenin erken genişlemesini incelemek üzere Nisan 2025’te fırlatılacak. Kızılötesinde çalışan SPHEREx verileri küresel bir ekip tarafından analiz edilecek ve kamuya açıklanacak. Kredi bilgileri: Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü

Ana unsurlar bir araya geliyor NASASPHEREx misyonu, evrenin benzeri görülmemiş bir haritasını oluşturacak bir uzay teleskopudur.

NASA’nın SPHEREx uzay teleskobu, Dünya yörüngesine ulaştığında ve tüm gökyüzünün haritasını çıkarmaya başladığında çok benzer görünmeye başlıyor. Specto-photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization ve Ices Explorer kelimelerinin kısaltması olan SPHEREx, yaklaşık 8,5 fit (2,6 metre) uzunluğunda ve yaklaşık 10,5 fit (3,2 metre) genişliğinde olmasına rağmen bir trompeti andırıyor. Gözlemevine kendine özgü şeklini veren konik şeklidir. Foton Kalkanlar, NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda temiz bir odada bir araya getiriliyor.

NASA’nın SPHEREx misyonunda görev yükü yönetici yardımcısı ve yük sistemi mühendisi olan Sarah Soska, uzay aracının foton kalkanlarından birine bakıyor. Bu eşmerkezli koniler, teleskopu, teleskopun dedektörlerini bunaltabilecek Güneş ve Dünya’dan gelen ışık ve ısıdan korur. Resim kaynağı: NASA/JPL-Caltech

Ekranlama ve çalıştırma

Her biri diğerinin içinde olan üç koni, SPHEREx teleskopunu Güneş ve Dünya’nın ışık ve ısısından korumak için çevreleyecek. Uzay aracı, her yıl tüm gökyüzünün iki haritasını tamamlamak için, Dünya’nın içini taramak gibi gökyüzünün her bölümünü tarayacak.

Burada, Stockton, Kaliforniya’daki Uygulamalı Havacılık ve Uzay Yapılarında monte edilen NASA’nın SPHEREx teleskopunun foton kalkanlarından birinin bir parçası gösterilmektedir. Kredi bilgileri: AACS

“SPHEREx’in çok esnek olması gerekiyor çünkü uzay aracı gökyüzünü tararken nispeten hızlı hareket etmek zorunda” dedi. Jet Tahrik LaboratuvarıGörevin yük yöneticisi yardımcısı ve yük sistemleri mühendisi Sarah Soska. “Öyle görünmüyor ama zırh aslında çok hafif ve sandviç gibi malzeme katmanlarından yapılmış. Dışında alüminyum levhalar var ve iç kısmında kartona benzeyen petek şeklinde bir alüminyum yapı var; hafif ama sağlam “

NASA SPHEREx eşi benzeri olmayan bir gökyüzü haritası oluşturacak. Keşif gezisinin en ileri bilimi yürütmek için kullandığı bazı özel ekipmanlara göz atın. Resim kaynağı: NASA/JPL-Caltech

Misyon hedefleri

SPHEREx, en geç Nisan 2025’te piyasaya sürüldüğünde, bilim adamlarının suyun ve yaşam için gerekli diğer temel bileşenlerin nereden geldiğini daha iyi anlamalarına yardımcı olacak. Bunu yapmak için misyon, yeni yıldızların doğduğu ve sonunda gezegenlerin oluştuğu yıldızlararası gaz ve toz bulutlarındaki su buzunun bolluğunu ölçecek. Ürettikleri kolektif ışığı ölçerek galaksilerin kozmik tarihini inceleyecek. Bu ölçümler galaksilerin ne zaman oluşmaya başladığını ve bileşimlerinin zaman içinde nasıl değiştiğini anlamaya yardımcı olacak. Son olarak SPHEREx, milyonlarca galaksinin birbirlerine göre konumlarını haritalandırarak, evrenin Büyük Patlama’dan saniyenin çok küçük bir bölümündeki hızlı genişlemesinin veya şişmesinin nasıl meydana geldiğine dair yeni ipuçları arayacak.

NASA’nın SPHEREx misyonunun mekanik entegrasyon lideri Amelia Cowan, uzay teleskopunu serin tutmaya yardımcı olacak bir donanım parçası olan V şeklinde bir radyatörle gösteriliyor. Resim kaynağı: NASA/JPL-Caltech

Serin ve istikrarlı

SPHEREx tüm bunları, insan gözünün görebildiği görünür ışıktan daha uzun bir dalga boyu aralığı olan kızılötesi ışığı tespit ederek yapacak. Kızılötesi ışığa bazen termal radyasyon denir çünkü tüm sıcak nesneler onu yayar. Bir teleskop bile kızılötesi ışık yaratabilir. Bu ışık dedektörlere müdahale edebileceğinden teleskopun soğuk tutulması gerekir – sıfırın altında 350 derecenin altında F (yaklaşık -210 derece santigrat).

Dıştaki foton kalkanı Güneş’ten ve Dünya’dan gelen ışığı ve ısıyı engelleyecek ve koniler arasındaki boşluklar ısının teleskopa doğru içeriye doğru ilerlemesini önleyecek. Ancak SPHEREx’in aşırı soğuk çalışma sıcaklığına ulaşmasını sağlamak için V-oluklu radyatör adı verilen bir şeye de ihtiyacı var: her biri baş aşağı bir şemsiye gibi üst üste dizilmiş üç konik ayna. Foton kalkanlarının altında yer alan her biri kızılötesi ışığı, kalkanlar arasındaki boşluklardan uzaya sıçrayacak şekilde yeniden yönlendiren bir dizi takozdan oluşuyor. Bu, uzay aracının bilgisayar ve elektronik aksamı içeren oda sıcaklığı veriyolundan payandalar aracılığıyla aktarılan ısıyı ortadan kaldırır.

JPL misyonunun yük yöneticisi Konstantin Pinanin, “Sadece SPHEREx’in ne kadar soğuk olduğuyla ilgilenmiyoruz, aynı zamanda sıcaklığının aynı kalıp kalmayacağıyla da ilgileniyoruz” dedi. “Sıcaklık değişirse dedektörün hassasiyeti değişebilir ve bu da yanlış sinyal olarak yorumlanabilir.”

NASA’nın SPHEREx görevine yönelik teleskop, Jet Propulsion Laboratory’de (JPL) testlerden geçiyor. Teleskobu güneşten ve Dünya’dan gelen ışık ve ısıdan koruyan üç eşmerkezli koninin koruması altında kalarak gökyüzünün mümkün olduğu kadar çoğunu görebilmesi için tabanı üzerine eğilmiştir. Resim kaynağı: NASA/JPL-Caltech

Gökyüzüne göz

SPHEREx’in kalbi elbette üç ayna ve altı dedektör kullanarak uzak kaynaklardan kızılötesi ışık toplayan teleskopudur. Teleskop, foton kalkanlarının koruması altında kalarak gökyüzünün mümkün olduğu kadar çoğunu görebilmesi için tabanı üzerine eğilmiştir.

Ball Aerospace tarafından Boulder, Colorado’da inşa edilen teleskop, mayıs ayında Pasadena, California’daki California Teknoloji Enstitüsü’ne ulaştı ve burada dedektörler ve bir V-oluklu radyatörle entegre edildi. Daha sonra JPL’deki mühendisler, roketin uzaya yolculuğu sırasında teleskopun dayanacağı titreşimi simüle eden bir sallama masasının üzerine monte ettiler. Daha sonra Caltech’e geri döndü; burada bilim adamları, bir titreşim testinin ardından aynalarının hala odakta olduğunu doğruladılar.

NASA’nın SPHEREx gezgini bu filtreleri, bilim adamlarının bir nesnenin bileşimini incelemek veya mesafesini ölçmek için kullanabileceği bir teknik olan spektroskopiyi gerçekleştirmek için kullanacak. Yaklaşık bir çerez büyüklüğündeki her filtre, kızılötesi ışığın belirli bir dalga boyu dışındaki tümünü engelleyen birden fazla parçaya sahiptir. Resim kaynağı: NASA/JPL-Caltech

SPHEREx’in kızılötesi “vizyonu”.

SPHEREx teleskopunun içindeki aynalar uzaktaki nesnelerden ışık topluyor, ancak misyonun gözlemlemeye çalıştığı kızılötesi dalga boylarını “görebilen” dedektörler.

Güneşimiz gibi bir yıldız, görünür dalga boylarının tamamını yayar, dolayısıyla beyazdır (Dünya’nın atmosferi onun görünmesine neden olsa da) Gözümüze daha sarı görünüyorlar). Bir prizma bu ışığı bileşen dalga boylarına, yani gökkuşağına bölebilir. Buna spektroskopi denir.

SPHEREx, spektroskopiyi gerçekleştirmek için dedektörlerinin üstüne monte edilmiş filtreleri kullanacak. Yaklaşık olarak kurabiye boyutundaki filtrelerin her biri, çıplak gözle bakıldığında yanardöner görünür ve kızılötesi radyasyonun belirli bir dalga boyu dışındaki tümünü engellemek için birden fazla parça içerir. SPHEREx tarafından gözlemlenen her nesne, her bir parça aracılığıyla görüntülenecek ve bilim adamlarının, ister yıldız ister galaksi olsun, o nesnenin yaydığı kızılötesi ışığın belirli dalga boylarını görmesine olanak sağlanacak. Toplamda teleskop 100’den fazla farklı dalga boyunu gözlemleyebilir.

SPHEREx bundan yola çıkarak evrenin daha önce görülmemiş haritalarını oluşturacak.

NASA’nın SPHEREx misyonu

SPHEREx, Washington’daki Bilim Misyonu Direktörlüğü bünyesindeki NASA’nın Astrofizik Bölümü’nün Jet Propulsion Laboratuvarı (JPL) tarafından yönetilmektedir. Ball Aerospace teleskopu inşa etti ve uzay aracı otobüsünü tedarik edecek. SPHEREx verilerinin bilimsel analizi, Amerika Birleşik Devletleri ve Güney Kore’deki 10 kurumdaki bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından gerçekleştirilecek. Veriler Caltech’teki IPAC’ta işlenecek ve arşivlenecek. SPHEREx veri kümesi kamuya açık olacaktır.