Misja Interferometrii Kosmicznej - Space Interferometry Mission

SIM Lite
Koncepcja SIM Lite
Koncepcja artystyczna Obserwatorium Astrometrycznego SIM Lite w kosmosie
Nazwy Misja Interferometrii Kosmicznej PlanetQuest
Typ misji Obserwatorium kosmiczne
Operator NASA  /  JPL
Strona internetowa NASA SIM Lite
Czas trwania misji 5+12 –10 lat
Właściwości statku kosmicznego
Producent Northrop Grumman
Początek misji
Data uruchomienia Anulowane w 2010 r.
Rakieta Klasa pośrednia EELV
Parametry orbitalne
System odniesienia Heliocentryczny
Reżim Podążając za Ziemią
Główny teleskop
Rodzaj Interferometr optyczny Michelsona
Średnica 2 × zwierciadła 50 cm (20 cali) linia bazowa 6 m (20 stóp)
4 × zwierciadła 30 cm (12 cali) linia bazowa 4,2 m (14 stóp)
Długości fal 0,4-0,9  μm
 

Space Interferometry Mission , lub SIM , znany również jako SIM Lite (dawniej znany jako SIM planetquest ), był planowany teleskop kosmiczny proponowany przez amerykańską Narodową Agencję Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA), w połączeniu z wykonawcy Northrop Grumman . Jednym z głównych celów misji było polowanie na planety wielkości Ziemi krążące w ekosferach pobliskich gwiazd innych niż Słońce . SIM był kilkakrotnie przekładany i ostatecznie anulowany w 2010 roku. Oprócz wykrywania planet pozasłonecznych, SIM pomógłby astronomom zbudować mapę galaktyki Drogi Mlecznej . Inne ważne zadania obejmowały zbieranie danych, które pomogą określić masy gwiazdowe dla określonych typów gwiazd , pomoc w określeniu przestrzennego rozkładu ciemnej materii w Drodze Mlecznej i w lokalnej grupie galaktyk oraz wykorzystanie efektu mikrosoczewkowania grawitacyjnego do pomiaru masa gwiazd. Do osiągnięcia tych i innych celów naukowych statek kosmiczny wykorzystałby interferometrię optyczną .

Pierwsze kontrakty na SIM Lite zostały przyznane w 1998 roku na łączną kwotę 200 mln USD. Prace nad projektem SIM wymagały od naukowców i inżynierów przejścia przez osiem konkretnych kamieni milowych w zakresie nowych technologii, a do listopada 2006 r. wszystkie osiem zostało ukończonych. SIM Lite został pierwotnie zaproponowany do uruchomienia w 2005 roku, na pokładzie Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV). W wyniku ciągłych cięć budżetowych data uruchomienia została przesunięta co najmniej pięciokrotnie. NASA ustaliła wstępną datę uruchomienia na rok 2015. Od lutego 2007 wielu inżynierów pracujących nad programem SIM przeniosło się do innych obszarów i projektów, a NASA poleciła projektowi alokację zasobów w celu zmniejszenia ryzyka inżynieryjnego. Jednak wstępny budżet NASA na 2008 rok zawierał zero dolarów na SIM.

W 2007 roku Kongres przywrócił finansowanie na rok podatkowy 2008 w ramach omnibusowej ustawy o przydziałach, którą później podpisał prezydent. W tym samym czasie Kongres polecił NASA przeniesienie misji do fazy rozwoju. W 2009 r. projekt kontynuował prace nad redukcją ryzyka, czekając na odkrycia i zalecenia Astronomy and Astrophysics Decadal Survey , Astro2010, wykonane przez Narodową Akademię Nauk , które określiłyby przyszłość projektu.

W 2010 roku opublikowano raport Astro2010 Decadal Report, który nie zalecił NASA kontynuowania prac nad Obserwatorium Astrometrycznym SIM Lite. To skłoniło dyrektora NASA ds. Astronomii i Fizyki, Jona Morse'a, do wystosowania w dniu 24 września 2010 r. listu do kierownika projektu SIM Lite, informującego go, że NASA zaprzestaje sponsorowania misji SIM Lite i nakazuje projektowi natychmiastowe przerwanie działań w fazie B lub tak szybko, jak to możliwe. W związku z tym wszystkie działania SIM Lite zostały zamknięte do końca roku kalendarzowego 2010.

Misja

Wrażenie artystyczne z 2006 r. dotyczące poprzednika SIM Lite, SIM PlanetQuest, projektu

SIM Lite działałby na heliocentrycznej orbicie podążającej za Ziemią , oddalając się od Ziemi z prędkością 0,1 AU rocznie, ostatecznie osiągając odległość 82 mln km od Ziemi. Zajęłoby to około 5+1 / 2  lat temu. Słońce nieustannie oświetlałoby statek kosmiczny, co pozwalałoby mu uniknąć zasłaniania się gwiazd docelowych i zaćmień Słońca, które miałyby miejsce na orbicie okołoziemskiej .

Gdyby został uruchomiony, SIM prowadziłby badania naukowe przez pięć lat.

Polowanie na planety

Ten wykres przedstawia potencjalną liczbę planet nadających się do zamieszkania i innych planet, które SIM Lite mógł wykryć.  Liczba planet o masie jednej Ziemi zakłada, że ​​40% czasu misji jest przeznaczone na poszukiwania.
Ten wykres przedstawia potencjalną liczbę planet nadających się do zamieszkania i innych planet, które SIM Lite miał wykryć. Liczba planet o masie jednej Ziemi zakłada, że ​​40% czasu misji jest przeznaczone na poszukiwania.

SIM Lite byłby najpotężniejszym teleskopem kosmicznym do polowania na planety pozasłoneczne, jaki kiedykolwiek zbudowano. Dzięki technice interferometrii statek kosmiczny byłby w stanie wykryć planety wielkości Ziemi. SIM Lite miało przeprowadzić poszukiwania pobliskich planet podobnych do Ziemi, szukając „ chwiania się ” w pozornym ruchu gwiazdy macierzystej podczas jej orbitowania. Sonda wykonałaby to zadanie z dokładnością do jednej milionowej sekundy kątowej , czyli grubości niklu widzianego z odległości Ziemi od Księżyca . Zatytułowany Deep Search, program poszukiwania planet miał na celu przeszukanie około 60 pobliskich gwiazd w poszukiwaniu planet ziemskich (takich jak Ziemia i Wenus ) w strefie nadającej się do zamieszkania (gdzie woda w stanie ciekłym może istnieć przez cały obrót (jeden „rok”) otaczającej planety). jego gwiazda). Głębokie Poszukiwanie miało być najbardziej wymagające pod względem astrometrycznej dokładności, stąd nazwa Deep Search. Program ten wykorzystywałby wszystkie możliwości statku kosmicznego SIM Lite do dokonywania pomiarów.

Elastyczna strategia wyszukiwania dostraja czułość masową SIM Lite na każdej gwieździe do pożądanego poziomu w poszukiwaniu planet nadających się do zamieszkania. Wartość η Ziemi (Eta_Earth), ułamka gwiazd niosących planety analogiczne do Ziemi, zostanie oszacowana przez misję Kepler na jakiś czas przed uruchomieniem SIM Lite. Jedną ze strategii poszukiwania planet nadających się do zamieszkania jest przeprowadzenie „głębszego” przeszukiwania (tj. zmniejszenia wrażliwości na masę w strefie nadającej się do zamieszkania) mniejszej liczby celów, jeśli ziemskie analogi są powszechne. Można by przeprowadzić „płytsze” przeszukanie większej liczby celów, gdyby analogi Ziemi były rzadsze. Na przykład, zakładając, że 40% czasu misji jest przeznaczone na poszukiwanie planet, SIM Lite mogło zbadać:

  • 65 gwiazd dla planet o masie do jednej masy Ziemi, na orbitach w skali 1 AU, OR
  • 149 gwiazd dla planet o masie do dwóch mas Ziemi, w przeskalowanych orbitach 1 AU, OR
  • 239 gwiazd dla planet o masie do trzech mas Ziemi, na orbitach w skali 1 AU.

Oprócz poszukiwania planet wielkości Ziemi, SIM Lite miał wykonać coś, co nazwano „Broad Survey”. Broad Survey przyjrzałby się około 1500 gwiazdom, aby pomóc określić obfitość Neptuna i większych planet wokół wszystkich typów gwiazd w ziemskim sektorze Drogi Mlecznej .

SIM Lite byłby w stanie wykryć planety wielkości Ziemi, takie jak w renderingu tego artysty.

Trzecią częścią misji poszukiwania planet było poszukiwanie planet o masie Jowisza wokół młodych gwiazd. Badanie pomogłoby naukowcom lepiej zrozumieć powstawanie Układu Słonecznego, w tym występowanie gorących Jowiszów . Ta część poszukiwania planet została zaprojektowana w celu zbadania systemów z jedną lub większą liczbą planet o masie Jowisza, zanim system osiągnie długoterminową równowagę. Techniki polowania na planety wykorzystujące prędkość radialną gwiazdy nie są w stanie zmierzyć regularnych, drobnych ruchów kołysania tam iz powrotem wywołanych przez planety na tle silnej aktywności atmosferycznej młodej gwiazdy. To dzięki technikom zapoczątkowanym przez Alberta A. Michelsona SIM byłaby w stanie wykonać swoje trzy główne misje poszukiwania planet.

Komponent misji służący do poszukiwania planet ma służyć jako ważne uzupełnienie przyszłych misji mających na celu obrazowanie i pomiary planet ziemskich i innych. SIM Lite miał wykonać ważne zadanie, którego te misje nie będą w stanie: określić masy planet. Kolejnym zadaniem, które SIM miał wykonać w przyszłych misjach, będzie dostarczenie charakterystyk orbitalnych planet. Dzięki tej wiedzy inne misje mogą oszacować optymalne czasy i przewidywane kąty separacji gwiazda-planeta, aby móc obserwować planety ziemskie (i inne) wykryte przez SIM.

Masa gwiazd

Białe karły, sfotografowane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a NASA

Kolejnym kluczowym aspektem misji SIM Lite było określenie górnych i dolnych granic mas gwiazd. Dziś naukowcy rozumieją, że istnieją ograniczenia co do tego, jak mała lub duża może być gwiazda. Obiekty, które są zbyt małe, nie mają wewnętrznego ciśnienia, aby zainicjować fuzję termojądrową , co powoduje świecenie gwiazdy. Obiekty te znane są jako brązowe karły i reprezentują dolny koniec skali masy gwiazd. Zbyt duże gwiazdy stają się niestabilne i wybuchają w postaci supernowej .

Częścią misji SIM było dostarczenie precyzyjnych pomiarów dla dwóch ekstremów masy i ewolucji gwiazd. Teleskop nie będzie w stanie zmierzyć masy każdej gwiazdy w Galaktyce, ponieważ jest ich ponad 200 miliardów, ale zamiast tego przeprowadzi „spis ludności”. Dzięki tej technice SIM będzie w stanie uzyskać dokładne masy dla reprezentatywnych przykładów dla prawie każdego typu gwiazdy, w tym brązowych karłów, gorących białych karłów , czerwonych olbrzymów i nieuchwytnych czarnych dziur . Obecne teleskopy kosmiczne, w tym Kosmiczny Teleskop Hubble'a NASA , mogą dokładnie mierzyć masę niektórych typów gwiazd, ale nie wszystkich. Szacunki określają zakres masy gwiazdy gdzieś pomiędzy 8% masy Słońca a ponad 60-krotnością masy Słońca. Całe badanie miało koncentrować się na podwójnych układach gwiazd , gwiazdach połączonych przez wzajemne przyciąganie grawitacyjne.

Mapowanie galaktyczne

Jak naukowcy sądzą, że kształtuje się Droga Mleczna

Pomiary interferometryczne pozycji gwiazd w trakcie misji pozwoliłyby firmie SIM precyzyjnie zmierzyć odległości między gwiazdami w Drodze Mlecznej . Pozwoliłoby to astronomom stworzyć „mapę drogową” Galaktyki, odpowiadając na wiele pytań dotyczących jej kształtu i rozmiaru.

Obecnie astronomowie niewiele wiedzą o kształcie i rozmiarze naszej galaktyki w porównaniu z tym, co wiedzą o innych galaktykach; trudno jest obserwować całą Drogę Mleczną od środka. Dobrą analogią jest próba obserwowania orkiestry marszowej jako członka zespołu. Obserwacja innych galaktyk jest znacznie łatwiejsza, ponieważ ludzie znajdują się poza tymi galaktykami. Steven Majewski i jego zespół planowali wykorzystać SIM Lite do określenia nie tylko kształtu i rozmiaru Galaktyki, ale także rozkładu jej masy i ruchu jej gwiazd.

Pomiary SIM Lite gwiazd Drogi Mlecznej miały dostarczyć danych potrzebnych do zrozumienia czterech zagadnień: fundamentalnych parametrów galaktycznych, granicy Oorta , potencjału masy dysku oraz masy Galaktyki do dużych promieni . Pierwsze, fundamentalne parametry galaktyczne, miały na celu udzielenie odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące rozmiaru, kształtu i szybkości rotacji Drogi Mlecznej. Zespół miał nadzieję na dokładniejsze określenie odległości od Słońca do centrum Galaktyki . Drugi temat, granica Oorta, próbowałby określić masę dysku galaktycznego.

Trzecim tematem projektu był potencjał masowy dysku. Temat ten miał na celu dokonanie pomiarów odległości do gwiazd dyskowych oraz ich ruchów własnych. Wyniki trzeciego tematu badań miały zostać połączone z wynikami części badań dotyczących fundamentalnych parametrów galaktycznych, aby określić położenie i prędkość Układu Słonecznego w galaktyce. Ostatni temat dotyczył dystrybucji ciemnej materii w Drodze Mlecznej. Dane SIM miały zostać wykorzystane do stworzenia trójwymiarowego modelu rozkładu masy w Galaktyce w promieniu 270 kiloparseków (kps). Astronomowie mieli następnie użyć dwóch różnych testów, aby określić potencjał galaktyczny przy dużych promieniach.

Ciemna materia

Szara część tego wykresu kołowego przedstawia szacunkowy rozkład ciemnej materii we wszechświecie.

Ciemna materia to materia we wszechświecie, której nie można zobaczyć. Ze względu na efekt grawitacyjny, jaki wywiera na gwiazdy i galaktyki, naukowcy wiedzą, że około 80% materii we wszechświecie to ciemna materia. Przestrzenny rozkład ciemnej materii we wszechświecie jest w dużej mierze nieznany; SIM Lite pomógłby naukowcom odpowiedzieć na to pytanie.

Najmocniejszy dowód na istnienie ciemnej materii pochodzi z ruchu galaktycznego. Galaktyki obracają się znacznie szybciej niż sugeruje to ilość widzialnej materii ; grawitacja zwykłej materii nie wystarcza do utrzymania galaktyki razem. Naukowcy wysuwają teorię, że galaktyka jest utrzymywana razem przez ogromne ilości ciemnej materii. Podobnie, gromady galaktyk wydają się nie mieć wystarczającej ilości widzialnej materii, aby grawitacyjnie zrównoważyć szybkie ruchy ich galaktyk składowych.

Oprócz pomiaru ruchu gwiazd w Drodze Mlecznej, SIM Lite miał mierzyć wewnętrzny i średni ruch galaktyk niektórych sąsiednich galaktyk w pobliżu Drogi Mlecznej. Pomiary teleskopu miały być wykorzystane w połączeniu z innymi, obecnie dostępnymi danymi, aby dostarczyć astronomom pierwszych pomiarów całkowitej masy poszczególnych galaktyk. Te liczby umożliwiłyby naukowcom oszacowanie przestrzennego rozkładu ciemnej materii w lokalnej grupie galaktyk, a co za tym idzie, w całym wszechświecie.

Rozwój

Początki

Space Interferometry Mission rozpoczął jako cztero-miesięcznym badaniu wstępnym architektura w marcu 1997 roku NASA wybranego TRW Space & Electronics Group „s, Eastman Kodak i Hughes Danbury układów optycznych do prowadzenia badań. W 1998 roku firma TRW Inc. została wybrana jako wykonawca projektu SIM Lite; Northrup Grumman nabył część TRW w 2002 roku i przejął kontrakt. Wybrano również pociski rakietowe i kosmiczne Lockheed Martin z siedzibą w Sunnyvale w Kalifornii . Dwa kontrakty, które obejmowały fazę formułowania i realizacji misji, zostały ogłoszone we wrześniu 1998 roku i wyniosły łącznie ponad 200 milionów dolarów. Faza formułowania misji obejmowała wstępne zaprojektowanie misji i planowanie jej realizacji na pełną skalę. W momencie ogłoszenia NASA wystrzelenie zaplanowano na 2005 rok, a misja była częścią programu Origins , serii misji mających na celu udzielenie odpowiedzi na pytania, takie jak pochodzenie życia na Ziemi.

W sierpniu 2000 r. NASA poprosiła kierowników projektu o rozważenie spojrzenia na wahadłowiec kosmiczny zamiast wcześniej proponowanego EELV, jako pojazdu startowego. Pod koniec listopada 2000 r. NASA ogłosiła, że ​​wybrano zespół naukowy projektu. W grupie znalazły się znane nazwiska ze świata badań planet pozasłonecznych, w tym Geoffrey Marcy . Cała grupa składała się z 10 głównych badaczy i pięciu specjalistów misji. W czasie tego ogłoszenia NASA start był zaplanowany na 2009 rok, a misja była nadal częścią programu Origins.

Nowe technologie

Nowa technologia SIM miała doprowadzić do opracowania teleskopów wystarczająco potężnych, aby wykonywać zdjęcia podobnych do Ziemi planet pozasłonecznych krążących wokół odległych gwiazd i ustalić, czy te planety są w stanie podtrzymać życie . NASA już rozpoczęła opracowywanie przyszłych misji, które będą opierać się na dziedzictwie technologicznym SIM. Faza rozwoju technologicznego misji została zakończona w listopadzie 2006 r. wraz z ogłoszeniem, że osiągnięto osiem, technologicznych kamieni milowych misji wyznaczonych przez NASA. Kamienie milowe były niezbędnymi krokami w rozwoju technologicznym, zanim zaczęto projektować przyrządy kontroli lotu. Ukończenie każdego z kamieni milowych oznaczało, że trzeba było opracować nowe systemy kontroli nanometrycznej, a także technologię wiedzy o pikometrach ; systemy te umożliwiają teleskopowi dokonywanie dokładnych pomiarów z niezwykłą dokładnością.

Inżynierowie z JPL badają komponenty na stanowisku optycznym, które symuluje precyzję przyszłej misji NASA SIM Lite.

Jedną z nowych technologii opracowanych na potrzeby misji były zaawansowane technologicznie „linijki”, zdolne do wykonywania pomiarów w przyrostach ułamka szerokości atomu wodoru. Ponadto władcy zostały opracowane do pracy w sieci . Zespół misji stworzył również „ amortyzatory ”, aby złagodzić skutki niewielkich wibracji statku kosmicznego, które utrudniałyby dokładne pomiary. Kolejnym kamieniem milowym było połączenie nowych „linijek” i „amortyzatorów”, aby udowodnić, że statek Space Interferometry Mission może wykryć maleńkie wahania gwiazd spowodowane przez planety wielkości Ziemi. Piąty z kamieni milowych technologii wymagał demonstracji stanowiska testowego Microarcsecond Metrology Testbed z wydajnością 3200 pikometrów w szerokim polu widzenia. Pomiary szerokokątne miały służyć do określenia stałych pozycji gwiazd za każdym razem, gdy były mierzone. Ten poziom wydajności zademonstrował zdolność SIM Lite do obliczania siatki astrometrycznej . Kolejnym kluczowym osiągnięciem, znanym jako bezsiatkowa astrometria wąskokątna ( GNAA ), była możliwość zastosowania możliwości pomiarowych wypracowanych w kamieniu milowym szerokokątnym i posunięcia się o krok dalej, do pomiarów wąskokątnych. Dążąc do zapewnienia dokładności 1 mikrosekundy kątowej na wczesnym etapie SIM, technika umożliwia pomiar pozycji gwiazd bez wcześniejszego ustawiania siatki gwiazd odniesienia; zamiast tego tworzy ramkę referencyjną wykorzystującą kilka gwiazd referencyjnych i gwiazdę docelową obserwowaną z różnych lokalizacji, a pozycje gwiazd są obliczane przy użyciu pomiarów opóźnień z oddzielnych obserwacji. Pole o wąskim kącie miało być używane przez SIM do wykrywania planet naziemnych ; zespół zastosował te same kryteria zarówno do pomiarów wąsko-, jak i szerokokątnych. Ostatnim wymogiem przed rozpoczęciem prac nad sterowaniem lotem było upewnienie się, że wszystkie systemy opracowane na potrzeby misji działają w sposób spójny; ten ostateczny cel technologiczny NASA został zrealizowany jako ostatni, ponieważ był zależny od innych.

Stan po 2006 r.

W okresie od końca kwietnia do czerwca 2006 r. projekt zakończył trzy etapy inżynieryjne, a od 2 do 8 listopada 2006 r. firma SIM zakończyła „Przegląd projektu wewnętrznego statku kosmicznego”. Do czerwca 2008 r. pomyślnie ukończono wszystkie osiem etapów inżynierii.

Projekt był w fazie B od czerwca 2003 roku. „Faza B” Laboratorium Napędów Odrzutowych nazywana jest fazą „Projektu Wstępnego”. Faza B dalej rozwija koncepcję misji opracowaną w Fazie A w celu przygotowania projektu do wejścia w Fazę Wdrożenia projektu. Wymagania są zdefiniowane, harmonogramy są ustalane, a specyfikacje przygotowywane w celu rozpoczęcia projektowania i rozwoju systemu. Ponadto, w ramach Fazy B, projekt SIM Lite miał przejść szereg przeglądów przez NASA, w tym Przegląd wymagań systemowych, Projekt systemu Przegląd i przegląd nieadwokatowy. Podczas tej fazy eksperymenty byłyby proponowane, recenzowane i ostatecznie wybierane przez Biuro Nauk Kosmicznych NASA. Wybory eksperymentów są oparte na wartości naukowej, kosztach, zarządzaniu, inżynierii i bezpieczeństwie.

Planowane uruchomienie

Atlas V 551 , taki jak ten wystrzeliwania z New Horizons sondy, był jednym z możliwych pojazdach nośnych dla karty SIM.

Data uruchomienia misji SIM Lite została przesunięta co najmniej pięciokrotnie. Na początku programu, w 1998 r., jego uruchomienie zaplanowano na 2005 r. W 2000 r. data uruchomienia została przesunięta do 2009 r., która trwała do 2003 r.; choć niektórzy badacze projektu powołali się na rok 2008 pod koniec 2000 roku. W latach 2004-2006 wykonawca Northrop Grumman, firma projektująca i rozwijająca karty SIM, podała na swojej stronie internetowej datę uruchomienia 2011 roku. Wraz z opublikowaniem budżetu NASA na 2007 rok, prognozy uległy ponownej zmianie, tym razem na datę nie wcześniejszą niż 2015 lub 2016. Opóźnienie daty uruchomienia było głównie związane z cięciami budżetowymi dokonanymi w programie SIM Lite. Zmiana z 2007 r. stanowiła różnicę około trzech lat od daty uruchomienia w 2006 r., co zostało określone w budżecie NASA na 2006 r. jako dwa lata w stosunku do prognoz budżetowych na 2005 r. Inne grupy przewidywały daty zgodne z oficjalnie przewidywanymi datami uruchomienia; NASA Exoplanet Science Institute (dawniej Michelson Science Center) w California Institute of Technology również ustalił datę na 2015 r. Od czerwca 2008 r. NASA przesunęła datę startu „na czas nieokreślony”.

Plan operacyjny NASA z maja 2005 r. wprowadził misję w fazę przeplanowania do wiosny 2006 r. Wystrzelenie zaplanowano za pomocą pojazdu Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV), prawdopodobnie Atlas V 521 lub równoważny.

Budżet

SIM Lite miał być uważany za flagową misję NASA Exoplanet Exploration Program (wcześniej znanego jako Navigator Program). Zgodnie z Budżetem Prezydenckim na 2007 rok dla NASA, program jest „spójną serią coraz bardziej wymagających projektów, z których każdy uzupełnia się z innymi, a każda misja opiera się na wynikach i możliwościach tych, które go poprzedzały, gdy NASA szuka planet nadających się do zamieszkania poza Układ Słoneczny." Program, oprócz misji interferometrii kosmicznej, obejmuje interferometr Kecka i interferometr Large Binocular Telescope Interferometer. Kiedy pierwotnie zatwierdzona w 1996 roku, misja otrzymała limit 700 milionów dolarów (w dolarach z 1996 roku), który obejmował koszty startu i pięć lat działania. Pierwsze kontrakty na wstępne studium architektury były warte 200 000 dolarów każdy.

Teleskopy w Obserwatorium Kecka są wykorzystywane jako interferometr Kecka , kolejny z programów NASA Exoplanet Exploration, w których w 2007 roku doszło do cięć budżetowych.

Budżet NASA nakreślił plany trzech projektów na rok fiskalny ( rok fiskalny ) 2007. Z trzech misji SIM Lite został opóźniony jeszcze bardziej, a interferometr Kecka odnotował cięcia budżetowe. Budżet NASA na 2007 r. przewidywał, że „działalność fazy B SIM będzie kontynuowana, podczas gdy nowe plany kosztów i harmonogramu zostaną opracowane, zgodne z ostatnimi decyzjami dotyczącymi finansowania”. Decyzje o finansowaniu obejmowały zmniejszenie o 118,5 mln USD wniosku budżetowego NASA na 2006 rok w ramach programu Exoplanet Exploration Program. W budżecie określono również prognozy dla programu do roku 2010. W porównaniu do liczby wniosków z 2006 r., co roku nastąpią kolejne cięcia środków. Począwszy od roku finansowego 2008, program Exoplanet Exploration otrzyma około 223,9 miliona dolarów mniej niż w 2006 roku. W kolejnych latach nastąpią cięcia o 155,2 miliona dolarów w 2009 roku i 172,5 miliona dolarów w 2010 roku, w porównaniu z wnioskiem z 2006 roku.

Kiedy SIM Lite wszedł w to, co JPL nazywa „Fazą B”, w 2003 Fringes: Space Interferometry Mission Newsletter , nazwał to najważniejszym kamieniem milowym na drodze do startu w 2009 roku. Opóźnienia mają charakter budżetowy. W 2006 roku misja otrzymała 117 milionów dolarów, co stanowi wzrost o 8,1 miliona dolarów w porównaniu z rokiem poprzednim, ale cięcia w 2007 roku wyniosły 47,9 miliona dolarów mniej na program SIM. W 2008 roku 128,7 miliona dolarów z 223,9 miliona dolarów, które mają zostać wycięte z budżetu programu Exoplanet, pochodziłoby z misji SIM Lite. Po dodatkowym obniżeniu o 51,9 miliona dolarów w roku obrotowym 2009, program został zredukowany do 6 milionów dolarów w roku obrotowym 2010, uzupełniony o znaczne przeniesienie z poprzedniego roku w oczekiwaniu na wyniki Astronomy and Astrophysics Decadal Survey, Astro2010.

Do lutego 2007 r. wiele cięć budżetowych nakreślonych w budżecie na rok 2007 było już odczuwalnych w ramach projektu. Inżynierowie, którzy pracowali nad SIM, zostali zmuszeni do znalezienia innych obszarów do pracy. Artykuł wstępny w Biuletynie Misji Interferometrii Kosmicznej z lutego 2007 r. opisał sytuację jako „całkowicie z powodu presji budżetowej i priorytetów w Dyrekcji Misji Naukowych w NASA (z) motywacją naukową na misję... tak silną jak zawsze." NASA, po cięciach budżetowych, nakazała projektowi SIM przeorientować swoje wysiłki w kierunku zmniejszenia ryzyka inżynieryjnego . Od biuletynu z lutego 2007 r. plany zmiany ukierunkowania były w trakcie realizacji.

Instrumenty

Interferometria optyczna

Jak działa interferometr astrometryczny

Interferometria to technika zapoczątkowana przez Alberta A. Michelsona w XIX wieku. Interferometria optyczna, która rozwinęła się w ciągu ostatnich dwóch dekad, łączy światło wielu teleskopów, dzięki czemu można dokonywać precyzyjnych pomiarów, podobnych do tego, co można osiągnąć za pomocą jednego, znacznie większego teleskopu. Umożliwia to oddziaływanie fal świetlnych , zwane interferencją . Zakłócenia można wykorzystać do wyeliminowania blasku jasnych gwiazd lub dokładnego pomiaru odległości i kątów. Konstrukcja słowa częściowo to ilustruje: interferować + mierzyć = interferometria. Na falach radiowych z widma elektromagnetycznego , interferometrii został wykorzystany przez ponad 50 lat, aby zmierzyć strukturę odległych galaktyk.

Teleskop SIM Lite działa dzięki interferometrii optycznej . SIM miał składać się z jednego interferometru naukowego (kolektory 50 cm, separacja 6 m [linia bazowa]), interferometru guidującego (30 cm kolektorów, 4,2 m linii bazowej) oraz teleskopu guidującego (apertura 30 cm). Zaawansowany teleskop guidujący stabilizuje celowanie instrumentu w trzecim wymiarze. Ograniczająca wielkość operacyjna sondy spadłaby do 20 przy 20 milionowych częściach sekundy kątowej (μas), a jego astrometryczna dokładność odnajdywania planet na poziomie 1,12 μa jest dla pojedynczych pomiarów. Dokładność jego globalnej siatki astrometrycznej obejmującej całe niebo wynosiłaby 4 μas.

Projekt SIM od 2000 roku składał się z dwóch kolektorów światła (ściśle mówiąc, są to teleskopy Mersenne'a) zamontowanych na przeciwległych końcach sześciometrowej konstrukcji. Obserwatorium byłoby w stanie zmierzyć małe wahania gwiazd i wykryć planety powodujące ich zmniejszenie do jednej masy Ziemi w odległości do 33 lat świetlnych (10 parseków) od Słońca.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

Zewnętrzne linki