Ett schema som visar en modul, nedre vänstra, och hur det färdiga teleskopet kan se ut, med cirka 1, 000 moduler sammansatta. Kredit:Cornell University
Säker, det låter lite långt ut:ett modulärt rymdteleskop, nästan 100 fot över, sammansatt av individuella enheter som skjuts upp som extra nyttolaster på rymduppdrag under en period av månader och år, enheter som kommer att navigera autonomt till en förutbestämd punkt i rymden och självmontera.
Men "långt ut" är precis vad Dmitry Savransky '04, M.Eng. '05, biträdande professor i maskin- och rymdteknik, och 15 andra forskare från hela USA har ombetts att ge NASA för Fas I av dess 2018 NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts)-program.
"Det är vad NIAC-programmet är, sa Savransky, som doktorerade 2011 från Princeton University. "Du presenterar de här lite galet lätande idéerna, men försök sedan backa upp dem med några inledande beräkningar, och sedan är det ett nio månader långt projekt där du försöker svara på genomförbarhetsfrågor."
Mason Peck, Cornell docent i maskin- och rymdteknik och tidigare teknisk chef vid NASA, tycker att Savransky är på rätt väg med sitt NIAC-förslag.
"I takt med att autonoma rymdfarkoster blir vanligare, " sade Peck, "och när vi fortsätter att förbättra hur vi bygger mycket små rymdfarkoster, det är mycket vettigt att ställa Savranskys fråga:Är det möjligt att bygga ett rymdteleskop som kan se längre, och bättre, använder bara billiga små komponenter som självmonteras i omloppsbana?"
Fas I-koncept täcker ett brett spektrum av innovationer utvalda för deras potential att revolutionera framtida rymdutforskning. Fas I-priser, meddelade den 30 mars, är värda cirka $125, 000 under nio månader för att stödja varje forskares initiala definition och analys av begrepp.
Om dessa förstudier är framgångsrika, Prismottagare kan ansöka om Fas II-priser.
Savranskys vision för sitt självmonterande rymdteleskop handlar om att se djupt ner i rymden för att upptäcka nya extrasolplaneter – planeter utanför vårt solsystem, även känd som exoplaneter – och kartlägga ytorna på de vi redan har sett.
Detta förslag, Savransky sade i sitt förslag, är i linje med NASA:s prioriteringar. Självmontering ger en väg, han tror, till konstruktionen av ett rymdteleskop vars storlek skulle vara omöjlig med nuvarande design- och monteringstekniker, som de för teleskopen Hubble och James Webb (lanseras 2020). Dessa teleskop har primära speglar, instrumentets "ögon, " på 2,4 meter och 6,5 meter, respektive; Savranskys skulle ha en spegel på över 30 meter.
Han medger lätt att det är "riktigt svårt" att konstruera ett teleskop med stor öppning.
"James Webb kommer att bli det största astrofysiska observatoriet vi någonsin har placerat i rymden, och det är otroligt svårt, " sa han. "Så går upp i skala, till 10 meter eller 12 meter eller potentiellt till och med 30 meter, det verkar nästan omöjligt att föreställa sig hur du skulle bygga dessa teleskop på samma sätt som vi har byggt dem."
Hans idé innebär att programmera tusentals individuella hexagonformade moduler, vardera 1 meter i diameter och toppad med en kant-till-kant aktiv (justerbar) spegelenhet. Dessa skulle bilda de primära och sekundära speglarna.
De lanserades som "nyttolaster av möjligheter" – att haka på en NASA-raket – de skulle navigera till sin destination med hjälp av ett utplacerbart solsegel, som sedan skulle bli en solskärm vid teleskopmontering.
Deras destination är känd som Sun-Earth L2, eller andra Lagrange, punkt – en teoretisk punkt i rymden där de kombinerade gravitationskrafterna hos två stora kroppar (i detta fall, solen och jorden) är lika med centrifugalkraften som känns av en mycket mindre tredje kropp (teleskopet). Samverkan mellan krafterna skapar en jämviktspunkt där en rymdfarkost eller observatorium kan "parkera".
Savransky ser fram emot NIAC-orienteringsmötet, 5-6 juni i Washington, D.C., där han kommer att få träffa de andra Fas I-vinnarna och prata om deras idéer, som inkluderar en formskiftande månrover, en vingflackande Mars-utforskare och en ångdriven autonom havsrobot.
Picka, vars forskning har stötts av NIAC tidigare, är upphetsad av Savranskys vision.
"Om professor Savransky bevisar genomförbarheten av att skapa ett stort rymdteleskop av små bitar, han kommer att förändra hur vi utforskar rymden, " sa Peck. "Vi kommer att ha råd att se längre, och bättre än någonsin – kanske till och med till ytan av en extrasolär planet."