Darwin (romfartøy) - Darwin (spacecraft)

Darwin var en foreslått ESA Corners oppdrag som ville ha involvert en konstellasjon av 08:56 romfartøyet designet for å direkte oppdage Earth -lignende planeter som går i bane i nærheten stjerner og søke etter bevis for liv på disse planetene . Den siste designen forutslo tre frittflygende romteleskoper , hver tre til fire meter i diameter, og flyr i formasjon som et astronomisk interferometer . Disse teleskopene skulle omdirigere lys fra fjerne stjerner og planeter til et fjerde romfartøy, som ville inneholdt strålekombinereren, spektrometre og kameraer for interferometeretarray, og som også ville fungert som et kommunikasjonsnav. Det var også en tidligere design, kalt "Robin Laurance-konfigurasjonen", som inkluderte seks 1,5 meter teleskoper, et romfartøy med strålekombiner og et eget romfartøy for kraft og kommunikasjon.

Studien av dette foreslåtte oppdraget ble avsluttet i 2007 uten ytterligere planlagte aktiviteter. For å produsere et bilde ville teleskopene ha måttet operere i formasjon med avstander mellom teleskopene som ble kontrollert til noen få mikrometer, og avstanden mellom teleskopene og mottakeren styrt til omtrent ett nanometer. Flere mer detaljerte studier ville ha vært nødvendig for å avgjøre om teknologi som er i stand til en slik presisjon, faktisk er mulig.

Konsept

Romteleskopene skulle observeres i den infrarøde delen av det elektromagnetiske spekteret . I tillegg til å studere ekstrasolare planeter , ville trolig teleskopene vært nyttige for generell bruk av bildebehandling, og produsert infrarøde bilder med høy oppløsning (dvs. milliarsekunder ), noe som muliggjorde detaljert undersøkelse av en rekke astrofysiske prosesser.

Den infrarøde regionen ble valgt fordi en jordlignende planet i det synlige spekteret blir overskygget av stjernen med en faktor på en milliard . Imidlertid, i infrarød, er forskjellen mindre med noen få størrelsesordener. I følge en ESA-bulletin fra 2000, må alle romfartøyskomponenter i den optiske banen avkjøles passivt til 40 kelvin for å tillate infrarøde observasjoner å finne sted.

Planetsøket ville ha brukt en nulling interferometer konfigurasjon. I dette systemet vil faseforskyvninger bli introdusert i de tre bjelkene, slik at lys fra sentralstjernen vil lide ødeleggende forstyrrelser og avbryte seg selv. Imidlertid vil ikke lys fra planeter i bane avbrytes, ettersom planetene er forskjøvet litt fra stjernens posisjon. Dette vil gjøre det mulig å oppdage planeter, til tross for det mye lysere signalet fra stjernen.

For planetoppdagelse ville teleskopene fungere i en bildemodus. Deteksjonen av en jordlignende planet vil kreve omtrent 10 timers observasjon totalt, spredt over flere måneder. Et design fra 2002, som ville ha brukt 1,5 meter speil, forventes å ta omtrent 100 timer å få et spektrum av en muligens jordlignende planet.

Skulle Darwin-romfartøyet oppdage en passende planet, ville en mer detaljert studie av atmosfæren ha blitt gjort ved å ta et infrarødt spektrum av planeten. Ved å analysere dette spekteret, kunne kjemien i atmosfæren bestemmes, og dette kunne gi bevis for livet på planeten. Tilstedeværelsen av oksygen og vanndamp i atmosfæren kan være bevis for livet. Oksygen er veldig reaktivt, så hvis store mengder oksygen eksisterer i en planets atmosfære, må en prosess som fotosyntese produsere den kontinuerlig.

Tilstedeværelsen av oksygen alene er imidlertid ikke avgjørende bevis for livet. Jupiters måne Europa har for eksempel en tøff oksygenatmosfære som antas å være produsert av radiolys av vannmolekyler . Numeriske simuleringer har vist at det under riktige forhold er mulig å bygge opp en oksygenatmosfære via fotolyse av karbondioksid . Fotolyse av vanndamp og karbondioksid produserer henholdsvis hydroksylioner og atomoksygen, og disse produserer igjen oksygen i små konsentrasjoner, med hydrogen som slipper ut i rommet. Når U- ₂ er fremstilt ved H ₂ O fotolyse i stor høyde, hydrogenholdige forbindelser som H ⁺ , OH ^- og H ₂ O blir fremstilt som angriper meget effektivt O ₃ og forhindre at en akkumulering. Den eneste kjente måten å ha en betydelig mengde O ₃ i atmosfæren er at O ₂ produseres i lav høyde, f.eks. Ved biologisk fotosyntese, og at lite H ₂ O kommer til høye høyder der UV er til stede. For terrestriske planeter ser den samtidige tilstedeværelsen av O ₃ , H ₂ O og CO _{2 ut} i atmosfæren å være en pålitelig biosignatur, og romfartøyet Darwin ville vært i stand til å oppdage disse atmosfæriske komponentene.

Kandidatplaneter

Planet Gliese 581 d , oppdaget i 2007, ble ansett som en god kandidat for Darwin-prosjektet. Den kretser innenfor stjernens teoretiske beboelige sone , og forskere antar at forholdene på planeten kan bidra til å støtte livet.

Lignende tiltak

Den interferometrisk versjon av NASA 's Terrestrial Planet Finder oppgave er i prinsippet det samme Darwin og har også svært like vitenskapelige formål. I følge NASAs budsjettdokumentasjon for 2007, utgitt 6. februar 2006, ble prosjektet utsatt på ubestemt tid, og i juni 2011 ble prosjektet rapportert som kansellert. Antoine Labeyrie har foreslått et mye større rombasert astronomisk interferometer som ligner på Darwin, men med de enkelte teleskopene plassert i et sfærisk arrangement og med vekt på interferometrisk avbildning . Dette Hypertelescope- prosjektet ville være mye dyrere og mer komplisert enn Darwin- og TPF-oppdragene, og involverte mange store frittflygende romfartøyer.

Referanser

Eksterne linker

• Darwin: studien avsluttet, ingen ytterligere aktiviteter planlagt
• DARWIN Exoplanet Space Mission