Trong vài thập kỷ qua, hàng ngàn ngoại hành tinh đã được phát hiện trong các hệ sao lân cận. Trên thực tế, kể từ ngày 1 tháng 10 năm 2017, khoảng 3.671 exonhững hành tinh đã được xác nhận trong 2.751 hệ thống, với 616 hệ thống có nhiều hơn một hành tinh. Thật không may, phần lớn trong số này đã được phát hiện bằng các phương tiện gián tiếp, từ Vi phân trọng lực đến Quang trắc chuyển tuyến và Phương pháp Vận tốc xuyên tâm.
Hơn nữa, chúng tôi không thể nghiên cứu kỹ các hành tinh này vì các dụng cụ cần thiết chưa tồn tại. Project Blue, một tập đoàn gồm các nhà khoa học, trường đại học và tổ chức, đang tìm cách thay đổi điều đó. Gần đây, họ đã phát động một chiến dịch gây quỹ thông qua Indiegogo để tài trợ cho việc phát triển một kính viễn vọng không gian sẽ bắt đầu tìm kiếm các ngoại hành tinh trong hệ thống Alpha Centauri vào năm 2021.
Ngoài các đối tác thương mại và học thuật, Project Blue là một nỗ lực hợp tác giữa Viện BoldlyGo, Mission Centaur, Viện SETI và Đại học Massachusetts Lowell. Nó được chỉ đạo bởi một Ủy ban Cố vấn Khoa học & Công nghệ (STAC) bao gồm các chuyên gia khoa học và công nghệ, những người chuyên nghiên cứu về không gian và tìm kiếm sự sống trong Vũ trụ của chúng ta.
Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu trực tiếp các ngoại hành tinh, Project Blue đang tìm cách tận dụng những thay đổi gần đây trong khám phá vũ trụ, bao gồm các công cụ và phương pháp cải tiến, tốc độ phát hiện ra ngoại hành tinh trong những năm gần đây và tăng cường hợp tác giữa khu vực tư nhân và công cộng. Như Bill Diamond, Chủ tịch và Giám đốc điều hành của Viện SETI đã giải thích trong một thông cáo báo chí gần đây của SETI:
Dự án Blue Blue được xây dựng dựa trên nghiên cứu gần đây nhằm tìm cách chứng minh rằng Trái đất không đơn độc trong vũ trụ như một hành tinh có khả năng hỗ trợ sự sống, và sẽ thật tuyệt vời khi nhìn thấy một hành tinh như vậy trong hệ sao gần nhất của chúng ta? Đây là lý do cơ bản chúng tôi tìm kiếm.
Như đã lưu ý, hầu như tất cả các khám phá ngoại hành tinh đã được thực hiện trong vài thập kỷ qua đã được thực hiện bằng các phương pháp gián tiếp - phổ biến nhất trong số đó là Photometery. Phương pháp này là những gì Kepler và K2 các nhiệm vụ đã dựa vào để phát hiện tổng cộng 5.017 ứng cử viên ngoại hành tinh và xác nhận sự tồn tại của 2.470 ngoại hành tinh (30 trong số đó được tìm thấy trên quỹ đạo trong vùng có thể ở sao Star của họ).
Phương pháp này bao gồm các nhà thiên văn học theo dõi các ngôi sao ở xa để giảm độ sáng định kỳ, nguyên nhân là do một hành tinh chuyển tiếp phía trước ngôi sao. Bằng cách đo các chấm này, các nhà khoa học có thể xác định kích thước của các hành tinh trong hệ thống đó. Một kỹ thuật phổ biến khác là Phương pháp Vận tốc xuyên tâm (hay Doppler), đo lường sự thay đổi ở vị trí ngôi sao so với người quan sát để xác định hệ thống các hành tinh của nó lớn đến mức nào.
Những phương pháp này và các phương pháp khác (một mình hoặc kết hợp) đã cho phép nhiều khám phá đã được thực hiện. Nhưng cho đến nay, không có ngoại hành tinh nào được chụp trực tiếp, đó là do các hiệu ứng hủy sao có trên các dụng cụ quang học. Về cơ bản, các nhà thiên văn học đã không thể phát hiện ra ánh sáng bị phản xạ từ bầu khí quyển ngoài hành tinh vì ánh sáng phát ra từ ngôi sao này sáng hơn gấp mười tỷ lần.
Do đó, thách thức đã trở thành cách ngăn chặn ánh sáng này để bản thân các hành tinh có thể nhìn thấy được. Một giải pháp được đề xuất cho vấn đề này là khái niệm Starshade của NASA, một cấu trúc không gian khổng lồ sẽ được triển khai trên quỹ đạo cùng với kính viễn vọng không gian (rất có thể là Kính viễn vọng Không gian James Webb). Khi ở trên quỹ đạo, cấu trúc này sẽ triển khai các lá hình hoa của nó để chặn ánh sáng chói của các ngôi sao ở xa, do đó cho phép JWST và các thiết bị khác trực tiếp hình ảnh ngoại hành tinh.
Nhưng vì Alpha Centauri là một hệ thống nhị phân (hoặc nhị phân, nếu bạn tính Proxima Centauri), việc có thể trực tiếp hình ảnh bất kỳ hành tinh nào xung quanh chúng thậm chí còn phức tạp hơn. Để giải quyết vấn đề này, Project Blue đã phát triển các kế hoạch cho một kính viễn vọng có thể triệt tiêu ánh sáng từ cả Alpha Centauri A và B, đồng thời chụp ảnh bất kỳ hành tinh nào quay quanh chúng. Hệ thống triệt tiêu ánh sáng sao chuyên biệt của nó bao gồm ba thành phần.
Đầu tiên, đó là coron Đoạn, một nhạc cụ sẽ dựa trên nhiều kỹ thuật để chặn ánh sáng sao. Thứ hai, có gương gương biến dạng, cảm biến sóng mặt bậc thấp và thuật toán điều khiển phần mềm sẽ điều khiển ánh sáng tới. Cuối cùng, có phương pháp xử lý hậu kỳ được gọi là Hình ảnh khác biệt quỹ đạo (ODI), cho phép nhà khoa học Project Blue tăng cường độ tương phản của hình ảnh được chụp.
Với vị trí gần Trái đất, hệ thống Alpha Centauri là lựa chọn tự nhiên để thực hiện một dự án như vậy. Trở lại năm 2012, một ứng cử viên ngoại hành tinh - Alpha Centauri Bb - đã được công bố. Tuy nhiên, vào năm 2015, phân tích sâu hơn đã chỉ ra rằng tín hiệu được phát hiện là một vật phẩm trong dữ liệu. Vào tháng 3 năm 2015, một ngoại hành tinh thứ hai có thể (Alpha Centauri Bc) đã được công bố, nhưng sự tồn tại của nó cũng đã được đặt câu hỏi.
Với một công cụ có khả năng chụp ảnh trực tiếp hệ thống này, sự tồn tại của bất kỳ ngoại hành tinh nào cuối cùng cũng có thể được xác nhận (hoặc loại trừ). Như Franck Marchis - Nhà thiên văn học hành tinh cao cấp tại Viện SETI và Trưởng nhóm hoạt động khoa học xanh của dự án - đã nói về Dự án:
Dự án Blue Blue là một sứ mệnh không gian đầy tham vọng, được thiết kế để trả lời cho một câu hỏi cơ bản, nhưng đáng ngạc nhiên là công nghệ thu thập hình ảnh của một chú chó Pale Blue Dot Dot xung quanh các ngôi sao Alpha Centauri đang ở đó. Công nghệ mà chúng ta sẽ sử dụng để phát hiện hành tinh mờ hơn 1 đến 10 tỷ lần so với ngôi sao của nó đã được thử nghiệm rộng rãi trong phòng thí nghiệm và hiện chúng tôi đã sẵn sàng thiết kế kính viễn vọng không gian với thiết bị này.
Nếu Project Blue đáp ứng các mục tiêu gây quỹ cộng đồng của mình, tổ chức dự định triển khai kính viễn vọng vào Quỹ đạo gần Trái đất (NEO) vào năm 2021. Sau đó, kính viễn vọng sẽ dành hai năm tới để quan sát hệ thống Alpha Centauri bằng máy ảnh quang học của nó. Tất cả đã nói, giữa sự phát triển của thiết bị và kết thúc chiến dịch quan sát của nó, nhiệm vụ sẽ kéo dài sáu năm, một thời gian tương đối ngắn cho một nhiệm vụ thiên văn.
Tuy nhiên, phần thưởng tiềm năng cho nhiệm vụ này sẽ vô cùng sâu sắc. Bằng cách trực tiếp chụp ảnh một hành tinh khác trong hệ sao gần nhất với chính chúng ta, Project Blue có thể thu thập dữ liệu quan trọng cho biết liệu có hành tinh nào có thể ở được không. Trong nhiều năm, các nhà thiên văn học đã cố gắng tìm hiểu thêm về khả năng cư trú tiềm năng của các ngoại hành tinh bằng cách kiểm tra dữ liệu quang phổ được tạo ra bởi ánh sáng đi qua bầu khí quyển của chúng.
Tuy nhiên, quá trình này đã được giới hạn ở những người khổng lồ khí khổng lồ có quỹ đạo gần với các ngôi sao mẹ của họ (ví dụ: Super Super Jupwrith). Trong khi các mô hình khác nhau đã được đề xuất để đặt các ràng buộc trên bầu khí quyển của các hành tinh đá quay quanh khu vực có thể ở sao Star, không có mô hình nào được nghiên cứu trực tiếp. Do đó, nếu cần chứng minh là thành công, Project Blue sẽ cho phép một số phát hiện khoa học vĩ đại nhất trong lịch sử.
Hơn nữa, nó sẽ cung cấp thông tin có thể đi một chặng đường dài để thông báo về một nhiệm vụ trong tương lai cho Alpha Centauri, chẳng hạn như Đột phá Starshot. Nhiệm vụ đề xuất này yêu cầu sử dụng một mảng laser lớn để đẩy một nanocraft điều khiển bằng đèn lên đến tốc độ tương đối tính (20% tốc độ ánh sáng). Với tốc độ này, tàu sẽ tiếp cận Alpha Centauri trong vòng 20 năm và có thể truyền dữ liệu trở lại bằng cách sử dụng một loạt các máy ảnh, cảm biến và ăng ten nhỏ.
Đúng như tên gọi, Project Blue hy vọng sẽ ghi lại được những hình ảnh đầu tiên của một chiếc Dot Pale Blue Dot Kẻ quay quanh một ngôi sao khác. Đây là một tham chiếu đến bức ảnh Trái đất được chụp bởi Hành trình 1 tàu thăm dò vào ngày 19 tháng 2 năm 1990, sau khi tàu thăm dò kết thúc nhiệm vụ chính của nó và chuẩn bị rời khỏi Hệ mặt trời. Những bức ảnh được chụp theo yêu cầu của nhà thiên văn học và nhà truyền thông khoa học nổi tiếng Carl Sagan.
Khi nhìn vào những bức ảnh, Sagan nổi tiếng nói: Hãy nhìn lại dấu chấm đó. Nó ở đây. Đó là nhà nhà. Đó là chúng tôi. Trên đó mọi người bạn yêu thương, mọi người bạn biết, mọi người bạn từng nghe nói, mọi con người đã từng sống, sống hết mình. Sau đó, cái tên Cơn sốt màu xanh da trời có tên đồng nghĩa với Trái đất và mang lại cảm giác kinh ngạc và tự hỏi rằng Hành trình 1 hình ảnh gợi lên.
Gần đây, các bức ảnh khác của Dot Pale Blue Dot đã bị chụp bởi các nhiệm vụ như Cassini quỹ đạo. Trong khi chụp ảnh Sao Thổ và hệ thống các vành đai của nó vào mùa hè năm 2013, Cassini quản lý để chụp ảnh cho thấy Trái đất trong nền. Với khoảng cách, Trái đất một lần nữa xuất hiện như một điểm sáng nhỏ chống lại bóng tối của không gian.
Ngoài việc dựa vào gây quỹ cộng đồng và sự tham gia của nhiều tổ chức phi lợi nhuận, sứ mệnh chi phí thấp này còn tìm cách tận dụng xu hướng phát triển không gian, - đó là sự tham gia và hợp tác mở giữa các tổ chức khoa học và các nhà khoa học công dân. Đây là một trong những mục đích chính của Project Blue, nhằm thu hút công chúng và giáo dục họ về tầm quan trọng của việc thám hiểm không gian.
Như Jon Morse, Giám đốc điều hành của Viện BoldlyGo, đã giải thích:
Một tương lai của thám hiểm không gian nắm giữ tiềm năng vô biên để trả lời những câu hỏi sâu sắc về sự tồn tại và vận mệnh của chúng ta. Khoa học dựa trên không gian là nền tảng để điều tra những câu hỏi như vậy. Project Blue tìm cách thu hút cộng đồng toàn cầu tham gia vào sứ mệnh tìm kiếm các hành tinh có thể ở được và sự sống ngoài Trái đất.
Khi chấp bút bài viết này, Project Blue đã quản lý để tăng $ 125,561 USD cho mục tiêu của họ là $ 175.000. Đối với những người thú vị trong việc ủng hộ dự án này, chiến dịch Dự án Blue Blue Indiegogo sẽ vẫn mở trong 11 ngày nữa. Và hãy chắc chắn kiểm tra video quảng cáo của họ là tốt:
