Chẳng mấy chốc, các nhà thiên văn học và vật lý thiên văn sẽ có sức mạnh quan sát nhiều hơn họ biết phải làm gì với. Một ngày nào đó, không chỉ Kính viễn vọng Không gian James Webb, đôi khi trong vài năm tới, chúng tôi hy vọng, nếu mọi việc suôn sẻ, và nếu coronavirus không trì hoãn nó một lần nữa, hãy khởi động và bắt đầu hoạt động. Nhưng một kính viễn vọng không gian mạnh mẽ khác của NASA có tên WFIRST đã vượt qua một giai đoạn quan trọng và là một bước gần hơn với thực tế.
WFIRST là viết tắt của Kính thiên văn Khảo sát Hồng ngoại Rộng. Nó có một ống kính 2,4 mét, cùng kích thước với ống kính Hubble. Nhưng WFIRST sẽ có một tầm nhìn rộng lớn hơn 100 lần so với Hubble. Nó có thể mang theo hai dụng cụ khoa học: Dụng cụ Trường rộng (WFI) và nhạc cụ vành. Nó cũng được trang bị camera 300 megapixel.
Mặc dù từ Hồng ngoại nằm trong tên của kính viễn vọng, nhưng nó cũng sẽ quan sát được trong ánh sáng khả kiến. Một thông cáo báo chí của NASA cho biết WFIRST sẽ có thể phát hiện ra các tín hiệu hồng ngoại mờ từ khắp vũ trụ, đồng thời tạo ra bức tranh toàn cảnh khổng lồ về vũ trụ, nhà bếp, trò chơi, dự kiến sẽ ra mắt vào giữa những năm 2020.
Sau khi vượt qua một cột mốc quan trọng, NASA đã cho WFIRST đi trước để bắt đầu phát triển và thử nghiệm phần cứng. Thiết kế WFIRST đã rất tiên tiến và kính viễn vọng không gian sử dụng rất nhiều công nghệ đã hoàn thiện. Đó là một trong những lý do khiến dự án có chi phí phát triển dự kiến chỉ khoảng 3,2 tỷ đô la, thấp hơn nhiều so với mức giá khoảng 10 tỷ đô la của JWST.
Thiết kế của WFIRST đòi hỏi rất nhiều công nghệ đã được thử và đúng, đặc biệt là các thành phần kính viễn vọng chất lượng Hubble. NASA cũng nói rằng phần lớn thiết kế dựa trên những bài học kinh nghiệm trên con đường đầy gian nan của James Webbùi để hoàn thành.
Bước tiếp theo của WFIRST là hoàn thiện thiết kế nhiệm vụ. NASA sẽ xây dựng các đơn vị thử nghiệm và các mô hình kỹ thuật để xem liệu thiết kế có chịu được cả hoạt động phóng và hoạt động cuối cùng trong không gian hay không. Sau khi ra mắt, WFIRST sẽ đi vào quỹ đạo hào quang tại điểm LaGrange 2 của Sun-Earth, giống như JWST.
Với sự kết hợp chưa từng có của chiều rộng và chiều sâu, WFIRST sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong việc xem Vũ trụ của chúng ta.
Từ hình ảnh mô phỏng video của NASA cho thấy sức mạnh của NASA về WFIRST.
WFIRST có các mục tiêu khoa học thực sự thú vị. Là một kính viễn vọng hồng ngoại, nó phù hợp để giải quyết các câu hỏi lớn hơn về Vũ trụ. Một trong những mục tiêu là trả lời một số câu hỏi về năng lượng tối, lực thúc đẩy sự mở rộng của Vũ trụ. Các nhà vũ trụ học muốn biết năng lượng tối đã thay đổi theo thời gian như thế nào và tại sao sự giãn nở của Vũ trụ đang tăng tốc.
Kính thiên văn cũng sẽ hoạt động trên các ngoại hành tinh, một trong những chủ đề quan trọng nhất trong thiên văn học. Chúng ta vẫn không biết các hệ thống năng lượng mặt trời phổ biến như của chúng ta và cách xác định nơi cư trú. WFIRST sẽ giúp các nhà thiên văn học trả lời những câu hỏi đó.
Nó sẽ sử dụng các vành của nó để trực tiếp hình ảnh các ngoại hành tinh lớn. Nó cũng sẽ lấy quang phổ của các hành tinh đó để xác định thành phần khí quyển của chúng, thứ gì đó sẽ giúp chúng ta phát hiện sinh trắc học.
Một trong những mục tiêu thú vị nhất của WFIRST là điều tra dân số ngoại hành tinh. NASA có kế hoạch sử dụng hiện tượng vi lọc để hoàn thành một cuộc điều tra thống kê về các ngoại hành tinh trong Dải Ngân hà. Microlensing là khi một hành tinh vô hình bên ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta di chuyển trước một ngôi sao nền xa. Lực hấp dẫn của hành tinh hành động như một thấu kính, phóng đại ánh sao và làm cho nó sáng hơn. NASA hy vọng rằng WFIRST sẽ khám phá hàng ngàn ngoại hành tinh theo cách này, với một số tài liệu cho thấy 70.000 ngoại hành tinh.
Kính thiên văn cũng sẽ giải quyết các câu hỏi khác khi họ xác định. Khoa học vũ trụ và kính viễn vọng không gian, đầy rẫy những điều ngạc nhiên, vì vậy có khả năng đó sẽ là những khám phá mà chúng ta có thể dự đoán trước, và một số kết quả đáng ngạc nhiên.
WFIRST sẽ cung cấp hình ảnh có độ phân giải cao tương tự như Hubble, nhưng với trường nhìn rộng hơn nhiều. Một vài tháng trước, NASA đã phát hành một video cho thấy sức mạnh của WFIRST. Như video cho thấy, một bức chân dung Hubble của thiên hà Andromeda yêu cầu hơn 400 hình ảnh riêng lẻ được chụp và ghép thành một. Hubble cũng mất 4 năm để làm điều đó. WFIRST mạnh mẽ sẽ có thể tạo ra một bức tranh khảm tương tự chỉ với hai hình ảnh. Và nó sẽ chỉ cần khoảng 90 phút để bắt được cả hai.
Mặc dù WFIRST là một kính viễn vọng hồng ngoại, nó khác với JWST, cũng là một phạm vi hồng ngoại, phạm vi hồng ngoại theo nhiều cách. Trong khi WFIRST sẽ cung cấp cái nhìn toàn cảnh về vũ trụ, JWST nhạy hơn nhiều trong vùng hồng ngoại. Mặc dù độ nhạy của JWST có giá. Nó đòi hỏi cực lạnh để thực hiện những quan sát đó và kính viễn vọng có tấm chắn nắng phức tạp và quan trọng để giữ cho nó mát. Tấm chắn nắng đó phải được gấp lại và đóng gói vào tên lửa để phóng và được triển khai trước khi JWST bắt đầu hoạt động.
WFIRST cũng là một kính viễn vọng hồng ngoại, nhưng nó không yêu cầu nhiệt độ hoạt động thấp như vậy. Nó vẫn cần một hệ thống làm mát, nhưng không phải là tấm chắn nắng khó sử dụng và phức tạp về công nghệ. Nhiệt độ hoạt động của JWST nhiệt là 50 Kelvin (-223 ° C hoặc -370 ° F). Nhiệt độ hoạt động của WFIRST không được hoàn thiện, nhưng các tài liệu thiết kế của NASA cho biết nó có nhiệt độ khoảng 200 Kelvin (-73 C hoặc -100 F).
Cả JWST và WFIRST đều là phạm vi hồng ngoại và nhiệm vụ của chúng có thể trùng lặp theo một số cách. Khi WFIRST tìm thấy thứ gì đó đặc biệt quan tâm, JWST có thể quan sát nó với độ nhạy hồng ngoại lớn hơn. Kiểu chồng lấp này là một khối xây dựng của các nhiệm vụ và thiết kế kính viễn vọng. Ví dụ, Đài thiên văn Vera C. Rubin sắp tới, sẽ nhìn thấy ánh sáng đầu tiên vào cuối năm nay, sẽ khảo sát bầu trời các vật thể thoáng qua. Khi một cái gì đó như siêu tân tinh được phát hiện, các kính thiên văn khác sẽ được giao nhiệm vụ quan sát nó kỹ hơn.
Hiện tại, WFIRST chỉ được tài trợ cho đến tháng 9 năm 2020. NASA đang thực hiện biện pháp phòng ngừa hành chính đó vì họ muốn hoàn thành James Webb và vận hành nó. Có hai dự án lớn và phức tạp đang diễn ra cùng một lúc, cả hai kính thiên văn vũ trụ đều làm phức tạp cả hai dự án.
Ngày khởi động dự kiến của WFIRST là vào khoảng năm 2025. Thời gian thực hiện kế hoạch của nó là năm năm.
HƠN:
- Thông cáo báo chí: NASA chấp thuận phát triển sứ mệnh nghiên cứu vũ trụ, tìm kiếm hành tinh
- NASA: Kính viễn vọng không gian hồng ngoại trường rộng
- Tài liệu kỹ thuật: Kính thiên văn khảo sát hồng ngoại trường rộng: 100 Hubble cho những năm 2020
- Tạp chí vũ trụ: WFIRST đạt được mục tiêu của nó, để chặn ánh sáng của các ngôi sao và tiết lộ các hành tinh của chúng
