Teleskop Luar Angkasa Raksasa Generasi Selanjutnya Dapat Dibangun Dari Bumi


Diperlukan Beberapa Perakitan: Teleskop Luar Angkasa Raksasa Generasi Selanjutnya Dapat Dibangun Dari Bumi

Teleskop Luar Angkasa Hubble dikunjungi oleh para astronot selama lima misi pesawat ulang-alik antara tahun 1993 dan 2009. Di sini, dua astronot ruang angkasa bekerja di Hubble selama misi servis pertama, ketika cermin teleskop diperbaiki dan kamera baru dipasang.

Kredit: NASA

Ketika berbicara tentang teleskop, ukuran itu penting.

Untuk terus mempelajari hal-hal baru tentang alam semesta, para astronom terus-menerus membangun observatorium yang lebih besar dan lebih baik untuk menatap kosmos baik dari Bumi maupun dari orbit. Para insinyur telah mulai mengembangkan teknologi yang dibutuhkan untuk membangun generasi teleskop ruang angkasa mutakhir, tetapi hanya ada satu masalah: Observatorium ini mungkin terlalu besar untuk diluncurkan ke luar angkasa.

Baik dalam hal ukuran dan berat, para astronom dan insinyur teleskop sudah merencanakan untuk masa depan dengan cepat melebihi kemampuan roket yang ada saat ini. Itu karena kemampuan teleskop sangat tergantung pada aperture-nya, atau diameter cermin utamanya. "Megarockets" baru seperti Space Launch System NASA mungkin cukup besar untuk teleskop ruang angkasa generasi mendatang yang ingin diluncurkan NASA pada 2030-an, tetapi jika misi selanjutnya harus masuk ke fairing roket berukuran sama, misi tersebut mungkin harus mengorbankan beberapa potensi ilmiah. [Giant Space Telescopes of the Future (Infographic)]

Daripada membatasi desain teleskop agar muat di dalam payload fairing dari roket terbesar yang tersedia – dengan demikian menempatkan batasan pada jumlah sains yang dapat dikembalikan instrumennya – ilmuwan NASA bekerja untuk menemukan cara baru untuk mendapatkan teleskop ruang angkasa yang besar ke orbit: dengan meluncurkan mereka sepotong demi sepotong dan merakitnya di luar angkasa, baik secara robotik atau dengan bantuan astronot.

"Teleskop besar memberi Anda resolusi sudut yang lebih baik dan resolusi spektral yang lebih baik, sehingga masa depan akan membawa teleskop yang lebih besar," Nick Siegler, kepala teknolog untuk Program Eksplorasi Eksoplanet NASA NASA, mengatakan selama presentasi pada pertemuan 233 dari American Astronomical Society di Seattle di Januari. Resolusi yang lebih tinggi itu akan memungkinkan teleskop untuk melihat lebih banyak dari alam semesta, tampak lebih dalam dan melihat lebih jelas daripada sebelumnya. Ini juga akan sangat berguna untuk menemukan dan mengkarakterisasi planet di sekitar bintang lain.

"Tentu saja, 'besar' adalah relatif, tetapi tantangan yang bergerak maju adalah sama," kata Siegler. "Anda memiliki struktur besar yang Anda coba lipat menjadi struktur yang lebih kecil, dan jumlah pekerjaan yang masuk ke dalamnya benar-benar luar biasa." Misalnya, Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA (JWST) – saat ini dijadwalkan untuk meluncurkan roket Ariane 5 heavy-lift pada tahun 2021 – akan dilipat agar muat di dalam fairing muatan roket. Ketika teleskop itu siap untuk digunakan, lebih dari 200 bagian yang bergerak harus dengan hati-hati dibuka sebelum instrumen dapat mulai bekerja mengamati langit.

JWST akan menjadi teleskop ruang angkasa terbesar yang pernah diluncurkan, dengan cermin 6,5 meter (21,3 kaki). Ariane 5 yang akan meluncurkan JWST adalah roket angkat berat yang biasanya digunakan untuk meluncurkan satelit ke orbit Bumi. Namun, roket-roket itu juga telah digunakan untuk meluncurkan misi antarplanet seperti misi BepiColombo dari Badan Antariksa Eropa untuk Merkurius yang diluncurkan Oktober lalu. Meskipun JWST belum diluncurkan, para ilmuwan NASA sudah mengerjakan proposal untuk penggantinya. (Peringatan spoiler: Mereka bahkan lebih besar dari JWST!)

Diagram membandingkan ukuran relatif konsep misi Teleskop Luar Angkasa Origins dan teleskop ruang angkasa yang ada. Diagram juga menunjukkan suhu di mana teleskop yang berbeda harus beroperasi.

Diagram membandingkan ukuran relatif konsep misi Teleskop Luar Angkasa Origins dan teleskop ruang angkasa yang ada. Diagram juga menunjukkan suhu di mana teleskop yang berbeda harus beroperasi.

Kredit: NASA GSFC

Insinyur NASA yang bekerja pada cetak biru untuk observatorium ruang angkasa yang diusulkan seperti Large UV Optical Infrared Surveyor (LUVOIR) dan Origins Space Telescope (OST) telah harus mengatasi keterbatasan roket saat ini. Untuk masing-masing dari kedua teleskop itu, para insinyur membuat dua pilihan desain yang berbeda: versi 15-m (50 kaki) yang dapat diluncurkan pada Space Launch System (SLS) NASA yang akan datang dan versi 8-m (26 kaki) yang dapat luncurkan roket angkat berat yang lebih kecil dan kurang kuat saat ini. Versi yang lebih kecil itu adalah rencana cadangan NASA jika SLS tidak akan siap pada waktunya; megarocket telah menghadapi penundaan yang luas dan pembengkakan biaya.

Alih-alih menunggu seseorang untuk membangun roket yang cukup besar untuk mendukung jenis teleskop luar angkasa yang diharapkan para ilmuwan untuk diluncurkan di masa depan, tim peneliti NASA sedang mempelajari kemungkinan perakitan di ruang angkasa. Proses itu tidak hanya akan menghilangkan hambatan yang terkait dengan ukuran roket, tetapi juga dapat mengurangi biaya pengembangan dan peluncuran teleskop ruang angkasa baru, kata deskripsi penelitian "in-Space Assembled Telescope" (iSAT).

Mencari tahu bagaimana membangun teleskop di ruang angkasa hanyalah awal. Untuk membuat perakitan teleskop di ruang angkasa menjadi kenyataan, NASA perlu membuktikan bahwa prosesnya tidak hanya mungkin, tetapi juga hemat biaya dan tidak terlalu berisiko. Faktor-faktor tersebut sangat tergantung pada apakah perakitan akan dilakukan oleh astronot, robot atau kombinasi keduanya, anggota tim iSAT menjelaskan pada pertemuan AAS.

Mengirim astronot untuk bekerja di teleskop ruang angkasa bukanlah konsep baru; Teleskop luar angkasa Hubble milik NASA, yang diluncurkan pada tahun 1990, dilayani oleh astronot lima kali antara tahun 1993 dan 2009. Meskipun para astronot pada awalnya tidak membangun Hubble, mereka memasang beberapa peralatan baru dan melakukan beberapa perbaikan besar di observatorium. Tidak ada teleskop ruang angkasa lain yang dikunjungi oleh para astronot sejak misi pelayanan Hubble terakhir.

Sementara pesawat ulang-alik yang terbang dengan misi servis Hubble telah pensiun sejak 2011, NASA dapat mengirim astronot dari Lunar Orbital Platform-Gateway. Stasiun ruang angkasa bulan yang diusulkan itu akan berfungsi sebagai batu loncatan untuk misi kru masa depan ke Mars.

Tetapi beberapa peneliti, seperti Siegler, berpikir bahwa robot akan lebih baik untuk membangun benda di ruang angkasa. "Astronot itu mahal," katanya. "Kami pikir kami bisa melakukan ini sepenuhnya dengan robot." Sistem robot untuk membangun rakitan teleskop di ruang angkasa akan bekerja sangat mirip dengan lengan robot di Stasiun Luar Angkasa Internasional, katanya.

Musim panas ini, tim iSAT bertujuan untuk mempublikasikan temuan terbaru dari studinya tentang berbagai opsi untuk perakitan dalam ruang.

Email Hanneke Weitering di hweitering@space.com atau ikuti dia @hannekescience. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom dan di Facebook. Artikel asli di Space.com.