NASA buduje teleskop kosmiczny nowej generacji do obserwacji asteroid bliskich Ziemi

Sonda Near-Earth Object (NEO) Surveyor — pierwszy teleskop kosmiczny NASA działający w podczerwieni, zaprojektowany specjalnie do wykrywania potencjalnie niebezpiecznych asteroid i komet — przechodzi obecnie etap integracji i testów. Start zaplanowano nie wcześniej niż na wrzesień 2027 r. Zespoły w całych Stanach Zjednoczonych pracują nad budową elementów statku kosmicznego, planowaniem rodzaju badań i działań naukowych, które będzie prowadził oraz opracowywaniem oprogramowania do przetwarzania ogromnej ilości danych, które misja wygeneruje.

Inżynierowie zamontowali we wrześniu 2025 aluminiowy teleskop przeznaczony dla sondy NEO Surveyor, należącej do NASA, na ramie nośnej w laboratorium Space Dynamics Laboratory w Logan w stanie Utah. Teleskop jest połączony za pomocą systemu rozpórek, które zapobiegają przenoszeniu ciepła ze statku kosmicznego na instrument | źródło: Space Dynamics Laboratory/Allison Bills

W 2005 r. Kongres zlecił NASA wykrywanie potencjalnie niebezpiecznych obiektów bliskich Ziemi (NEO), ale wiele z tych obiektów jest trudnych do zauważenia przy pomocy obserwacji naziemnych. Niektóre z nich są ciemne jak węgiel drzewny, inne są malutkie, a wiele z nich czai się w blasku Słońca, gdzie naziemne teleskopy optyczne nie są w stanie ich dostrzec. Aby temu zaradzić, sonda NEO Surveyor jest specjalnie konstruowana do skanowania Układu Słonecznego w celu wykrywania obiektów, które będą świecić w podczerwieni pod wpływem ogrzewania przez Słońce — w przeciwieństwie do światła optycznego, które odbijają, a które jest mierzone w stacjach naziemnych — aby zapewnić ludzkości wystarczająco wczesne ostrzeżenie i w razie potrzeby podjąć odpowiednie działania.

Sonda kosmiczna przeleci około miliona mil (1,5 mln km) od naszej planety w kierunku Słońca, do obszaru stabilności grawitacyjnej zwanego punktem Lagrange’a Słońce-Ziemia (lub punktem L1), gdzie przez co najmniej pięć lat będzie nieustannie skanować rozległe obszary nieba w poszukiwaniu nieodkrytych jeszcze obiektów bliskich Ziemi (NEO).

Konstrukcja nośna sondy NEO Surveyor należącej do NASA przeszła serię testów w ośrodku BAE Systems Space & Mission Systems w Boulder w stanie Kolorado w sierpniu 2025 roku. W konstrukcji tej umieszczono podsystemy zasilania, napędu, awioniki i łączności, wszystkie odizolowane od teleskopu i czułych detektorów | źródło: BAE Systems Space & Mission Systems

 – NEO Surveyor to jedyna w swoim rodzaju misja, której celem jest sprostanie konkretnemu wyzwaniu: wykrycie asteroid i komet stanowiących największe zagrożenie dla Ziemi – powiedział Jim Fanson, kierownik projektu misji w Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA (JPL) w południowej Kalifornii. – Skupiamy się na umieszczeniu solidnego obserwatorium w punkcie L1 układu Słońce-Ziemia, gdzie będzie ono prowadzić nieprzerwane, wieloletnie badania w podczerwieni. Dzięki identyfikacji obiektów, które mogą umknąć teleskopom naziemnym, misja ta dostarczy kluczowych danych potrzebnych do ochrony naszej planety w nadchodzących latach.

Podejście modułowe

Po zmontowaniu w JPL zarówno teleskop podczerwieni statku kosmicznego, jak i obudowa instrumentu przechodzą proces integracji i testów w Laboratorium Dynamiki Kosmicznej (SDL) Uniwersytetu Stanowego Utah w Logan. Obudowa instrumentów, będąca konstrukcją kątową o długości 12 stóp (3,7 metra), chroni teleskop statku kosmicznego i odprowadza ciepło, które w przeciwnym razie mogłoby zakłócić wrażliwe na ciepło obserwacje w podczerwieni. Inżynierowie projektu planują przeprowadzić testy ostrości w komorze w SDL, która symuluje ekstremalne warunki panujące w przestrzeni kosmicznej, aby upewnić się, że instrument działa zgodnie z projektem, a kamera pozostaje ostra w bardzo niskich temperaturach i w stanie nieważkości.

Kamera składa się z dwóch układów detektorów, dostrojonych do generowania szczegółowych obrazów asteroid i komet w dwóch pasmach podczerwieni. Każdy układ tworzy mozaikę nieba o rozdzielczości 16 megapikseli. Obrazowanie tej samej części nieba w dwóch pasmach podczerwieni umożliwia instrumentowi pomiar temperatury asteroidy lub komety, co pozwala oszacować rozmiar obiektu.

Statek kosmiczny będzie również wyposażony w osłonę przeciwsłoneczną o długości 20 stóp (6 metrów), która pozwoli mu obserwować Słońce z bliska, blokując przedostawanie się odblasków do apertury teleskopu. Ta konstrukcja, będąca zdecydowanie największym elementem NEO Surveyor, posiada również panele słoneczne na powierzchni skierowanej w stronę Słońca, które generują energię elektryczną zasilającą systemy statku kosmicznego.

W BAE Systems Space & Mission Systems w Boulder w stanie Kolorado osłona przeciwsłoneczna przechodzi obecnie testy z platformą statku kosmicznego, w której znajdują się podsystemy zasilania, napędu, awioniki i łączności. Zintegrowany teleskop i obudowa zostaną przetransportowane z SDL do BAE Systems, gdzie zostaną zamontowane w statku kosmicznym.

Nauka, dane, strategia obserwacyjna

Tymczasem zespół naukowy misji jest zajęty planowaniem sposobów wykorzystania pełnego potencjału tego nowatorskiego statku kosmicznego.

– Mamy wieloinstytucjonalny zespół, od doświadczonych naukowców po studentów studiów licencjackich, posiadający szeroką wiedzę specjalistyczną w zakresie projektowania misji w podczerwieni – powiedziała Amy Mainzer, kierowniczka misji z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA). – Obecnie pracujemy nad opracowaniem najbardziej efektywnej strategii obserwacyjnej, którą misja wykorzysta do wykrywania niektórych z najtrudniejszych do znalezienia asteroid w naszym Układzie Słonecznym, a także wszelkich komet, które mogą zmierzać w naszym kierunku.

Gdy dane z misji dotrą na Ziemię za pośrednictwem sieci Deep Space Network należącej do NASA, trafią do Centrum Danych Obserwacyjnych NEO Surveyor w IPAC przy Caltech w Pasadenie w Kalifornii. Centrum, odpowiedzialne za przetwarzanie i kalibrację ogromnej liczby obserwacji dostarczanych przez statek kosmiczny, będzie również tworzyć obrazy i katalogi źródeł do archiwizacji w Archiwum Naukowym Podczerwieni NASA/IPAC.

Źródło: NASA

Po zidentyfikowaniu poruszających się obiektów w danych, IPAC zgłosi je do Minor Planet Center (MPC), międzynarodowego centrum wymiany informacji o wszystkich pomiarach pozycji małych ciał w naszym Układzie Słonecznym i podmiotu odpowiedzialnego za nadawanie nazw nowym odkryciom. Dane te mogą być następnie wykorzystywane przez grupy zajmujące się obroną planetarną, w tym Centrum Badań Obiektów Bliskich Ziemi (CNEOS) JPL, które oblicza orbity wszystkich znanych asteroid i komet, a także przewiduje ryzyko zderzenia niebezpiecznych obiektów w perspektywie wielu lat. Wydział Nauk o Ziemi, Planetach i Kosmosie na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles (UCLA) będzie planował badania i co sześć miesięcy dostarczał do archiwów publicznych pomiary rozmiarów asteroid i komet oraz innych właściwości fizycznych.

Źródło: NASA