風船の望遠鏡はゲームかもしれません
あなたが革新的な新しい空間の発射の概念を考えるとき、あなたは望遠鏡やロボットの探検家を軌道やそれを超えて望遠鏡やロボットの探検を担う宇宙XのスターシップやNASAの宇宙発射システムのようなロケットを考えるでしょう。そして確かに、ロケットはここにいて、地球の重力を超えて物事を運ぶ主な方法を残しています。しかし、代替とより安い選択肢は、はるかに古い形の技術から来るかもしれません：風船。
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上、上、離れた 新しい種類のバルーン バルーンによってロフトされた望遠鏡 バルーンに縛られた望遠鏡を飛ばす方法 *スーパービットとその他
熱風やガスでいっぱいの風船は何世紀にもわたって空の中国の軍隊の記録があり、3世紀の広告としてのバルーンを使った古代中国軍の記録は、1780年代にヨーロッパで始まる乗車便です。そして、彼らは、2人の男性と望遠鏡を星空のために25キロメートル（25キロメートル）を送りました。
今、NASA平均風船のバルーン技術の最近の開発は、最先端の天文学プロジェクトの価値があることを再び証明し、彼らがコスモスを観察できる場所からの高級望遠鏡を大気中に運びます。私たちは、この古い技術がこの古い技術をどのようにしているかを学ぶために、Toronto大学の新世代のバルーンベースの望遠鏡に取り組んでいる研究者の1人に話しました。
上、上、そして離れて
なぜ望遠鏡の任務での使用に大きな可能性があるのかを理解するためには、なぜ望遠鏡を軌道に送りながら理解する必要があります。あなたが本当に遠い物を見たいのであれば、地球の雰囲気によって引き起こされる問題を説明する必要がある場合は、地面にたくさんの望遠鏡がありますが、あなたは地球の雰囲気によって引き起こされる問題を説明する必要があります。
大きな問題は大気中の水蒸気です。だからこそ、伸縮は、ハワイのハワイのマウナケアやチリのアタカマ砂漠のような非常に乾燥している場所に、非常に乾燥した場所にしばしば置かれることがよくあります。しかし、最善の解決策は大気の上から離れた物を見ることです。したがって、Hubbleのような望遠鏡が軌道に入れられます。
伝統的に、あなたが大気の上に望遠鏡を置きたいのなら、あなたはそれをロケットの上の軌道に送ります。それは高価であり、やるのは簡単ではありません - そしてそれは発生する問題を解決し、ハードウェアの交換を必要とするのは非常に高価です - しかしそれは地球の大気を避けるための信頼性の高い方法です。
一方、風船は、典型的には南極大陸を超える数十年間科学研究で使用されてきました。現在以前に望遠鏡のための風船を使用するという問題は光の問題であった。研究用ハードウェアは一般に太陽光パネルによって搭載されているので、ほとんどの科学的な風船は南極に発売されており、夏時間は夏の間にしか動作できません。しかし、それはあなたがその日の間に行うことができる研究の種類に限られています。それは望遠鏡に最適ではありません。
しかし、超圧力風船と呼ばれるNASAからの新しく開発された風船は、地球の中間緯度地域で運航することができ、昼と夜間の両方のサイクルの間に働くことができます。 「バルーンとの夜間の科学を初めてできるようになるでしょう」とShaabanは皆様性プロジェクトの全範囲を可能にするための扉を開く。
新しい種類のバルーン
望遠鏡を運ぶ方法として、風船に大きな利点がある。第一に、バルーンを起動するのは、ロケットを起動するより非常に安いです。また、あなたは非常に簡単に望遠鏡を地球に戻してからそれを再取得することができますので、あなたがメンテナンスを実行しなければならないならばそれは比較的簡単です。それは、1990年の発売直後にハードウェアの問題を経験したときにハブブル望遠鏡でメンテナンスを実行することがどれほど困難で複雑化するかを検討すると、大したことです。
「バルーイングで、それの美しさはあなたが回復可能な発売を持っているということです」Shabaanは述べた。 「それで、システムを複数回起動します。だからあなたは何かをまとめています、そしてそれはそれをテストするためにそれを1泊のために起動するつもりであるので、それを少しずつ起動し、それを下げてreiTerateを持ってきてください。だからあなたは軌道[ミッション]のために必要な非常に積極的なテスト構造を必要としません。」
それは軌道任務の価格を駆動するこの複雑なテストです。すべてのハードウェアが門からうまく機能していることを確認して、すべてが複数の冗長性を持ち、これらすべての冗長性が互いに機能します。これは、SOARの宇宙プロジェクトの予算を送ることができるものです。
バルーイングでは、繰り返し、ハードウェアデザインを繰り返して調整する方が簡単です。そして、あなたが大気の縁に十分に高いバルーンを送るならば、あなたはほとんどすべての水蒸気低減の利点が軌道にあるというほとんどすべての水蒸気低減の利点を得る。
ゼロ圧力風船と呼ばれる伝統的な風船は、太陽が起きたときにガスを排出し、ガスを膨張させる。太陽が下がると、ガス収縮とバルーンも下がります。新しい超圧力風船は、膨張してもガスを含んでいることによって機能します。それは排気されていないので、太陽が下がるとバルーンはアロフトを維持することができ、それは毎月夜間働き続けることができます。 NASAの超圧力バルーンは、予め不可能な数日と比較して、運営の30泊の間に続くと予想されます。
バルーンによってロフトされた望遠鏡
それはシャバンと彼の同僚が彼らの望遠鏡プロジェクトを利用しているのはこの新しいクラスです。彼らはスーパービットと呼ばれるプロジェクトを持っています、それは空中に望遠鏡を保ち、洗練された自律ソフトウェアを使って正しい方向を向いているでしょう。バルーンの微小な動きを感知し、それらを自動的に補償することによって、彼らの望遠鏡はバルーンベースのミッションのための前例のない細部レベルの星を見ることができます。
望遠鏡を一方向に指しているという問題は正確な観察にとって重要であり、それはスーベルビットにとって独特のアプローチを持っているものです。望遠鏡は、それぞれが異なる軸上に移動する外側フレーム、中間フレーム、および内部フレームに位置し、ヨー、ピッチ、ロール。組み合わせて、これらは望遠鏡が空のどこにでも指摘することを可能にします。 「それは、私がいくらかの動きを経験した場合、私はこれらの3つの方向のいずれにも動くことによってそれを元に戻すことができます、 "Shaabanは説明しました。
これは基本的なレベルの安定性を提供しますが、本当に正確な読み取りのためにそれがさらに安定している必要があります。望遠鏡の中には、毎秒50の運動の極めて急速な割合で動くことができる鏡です。望遠鏡の非常にわずかな動きのために光が望遠鏡に入って揺れているように見えるとき、ミラーはその動きのために調整され、それはセンサーで揺れる。ミラーがする必要がある動きは、望遠鏡のすべてのセンサーからのデータを使用して計算されるので、望遠鏡は完全に自律的に安定することができます。
そして、小さな動きに対するそれらの修正はスラスタを使用して作られていません。代わりに、彼らはバルーン自体の大きさを利用して作られています、Shaabanは説明されました。運動体を服用し、それをバルーンに捨てる。しかし、バルーンはとても大きいです、それは海に一杯の水を注ぐようなものです。海のレベルは上がりません。」モーターは電気の中で走ります。これは太陽電池パネルから充電されているので、心配する燃料はありません。
全部の伸びは、高度な精度で観察するために空の方向にロックできるバルーンです。 Shaabanは言った。 「それは物事を見るでしょう、そしてそれはそれを追跡します。カメラの観点からは、そのことが20ミリ秒を超えて動いていないことを確認します」と彼は説明しました。これにより、これは概要が絶え間ない非宇宙望遠鏡で回折限られた非宇宙望遠鏡であり、それは大気より上のものであり、読み上げのジッタの量は本質的にゼロであり、それを強力な科学的な道具にします。
気球に縛られた望遠鏡を飛ばす方法
だからそれはあなたがバルーンから望遠鏡をどのように目指すかです。しかし、バルーン自体を動かすのはどうですか？風船に関しては、それらを正確に手に入れたい場所に挑戦することができます。 「正確に縫い合わせるのは難しいですが、それは_kindの_kindは比較的簡単です "Shaabanは説明しました。それはあなたが天気モデルを利用してあなたが行く方向に吹いている風を見つけることができるからです。これにより、あなたがそれがあなたがそれを行くために必要な方向に大体の方向に移動することができます。
しかし、望遠鏡のように運ばれる荷重が非常に重い場合は、ステアリングははるかに困難になります。しかし幸いなことに、ほとんどの科学的応用は実際には地球上の特定の地位にあるバルーンを必要としません - 彼らが到達する高度ははるかに重要です。これらの種類の任務への唯一の懸念は、オペレータが公安のために人口居住地域を介して旅行することを避けなければならないことです。
バルーンは、成層圏と呼ばれる雰囲気の領域で、35~40キロメートル（20~25マイル）の標高に向かいます。参考のために、それは飛行機が飛ぶが、SpacexのStarLinkの星座のような衛星が非常に低い地球軌道に座っているところではあります。それは惑星の曲率を見るのに十分高いが、あなたが地球全体を見ることはそれほど高くはない。それは環境の最も魅力的ではありません - それは寒いですが、-30から-40°C（-22~-40°F）ですが、軌道空間のように寒くはありません。そしてあまりにも厄介な放射線がありますが、軌道と同じくらい悪いことはありませんが。そのため、軌道任務のための設計とは異なり、Shaabanは言った：「それは私たちが直面する課題になると違う。」
望遠鏡から発生する別の課題があります。スーペットのテストフライトの間、チームは彼らの操作の基盤を慎重に選びました。
バルーンを着陸させるために、それはでこぼこの乗り物になることができます。 「私たちは文字通りバルーンをポップします」とShaabanは言った。 「バルーンが飛び越えて、そしてあなたはパラシュートを捨てます。スカイダイビングミッションのようなものです。」スーパービットハードウェアをテストするときに着陸の吹き込みをクッションするために、チームは弾力パッドを望遠鏡に追加して勢いを吸収します。時々彼らはラッキーを得ました、そして望遠鏡は比較的無傷の劇的な降下から着陸しました。しかし、他の時代には、ハードウェアは着陸に真剣に強打されました。
真剣に損傷した望遠鏡でさえ、それを固定することはまだ最初から新しい望遠鏡を構築するよりも安くなるので、世界の終わりではありません。 「破壊された着陸の任務を改修することはそれをテストするよりもかなり安いものです。
これから奪うための全体的なメッセージがある場合、それはテストスペースハードウェアが、潜在的に未知の条件が本当に、本当に高価であるときに必要な精度の程度にスペースハードウェアをテストすることです。問題が発生し、可能な問題を予測しようとするのを試みることの不可能な作業に直面するのではなく、問題が発生し、問題が発生する可能性がある方法に大きな利点があります。
「実際には、_really_は、SPACE環境を低コストでシミュレートするのが難しいです」Shaabanを強調しました。 「しかし、バルーインになると、安くてこれらの環境に行くのが簡単であることがわかりました。」
スーパービットとその他
SuperBitはすでにいくつかのテストフライトを経ており、科学への便利な航空券に準拠しています。しかし、この望遠鏡はほんの始まりにすぎません。プロジェクトの実際の焦点は、暫定的にGigabitと題された後継者にあります。
「スーパービットはパスファインダー実験です」とShaabanは言った。研究の長期目標は、高解像度の展望を高解像度のイメージングのための天文学者からの需要を満たすことができる最高の解像度の望遠鏡を作り出し、非常に低コストでの高解像度イメージングのための高解像度イメージングのための需要を満たすことです。 。
Hubbleのような望遠鏡は非常にオーバーサブスクライブされているので、多くのプロジェクトは時間を守る可能性があるよりも多くのプロジェクトを使用したいのです。だからチームはこのニーズを満たすためにより強力な望遠鏡を構築しています。基本的なハードウェアはスーベルビットに似ていますが、望遠鏡は高解像度イメージングを提供するために大きくなります。大きな望遠鏡を追加しながら体重を維持するために、スーパービットがすでにバルーンが持ち運ぶことができる最大質量にあるため、ギガビットはアルミニウムの代わりに炭素繊維のような異なる材料を使用します。
一連の風船がこのような高解像度の望遠鏡を持ち運ぶことができ、必要に応じて定期的に発売され着陸することができれば、それは世界中の天文学者への貴重な援助です。
それは彼らがハッブル廃止されたような望遠鏡を作ることを探していると言っていない、Shaabanは言った： "HubbleはSuperbitよりもかなり高い解像度を持っていますが、もっと小さい視野でもあります。だからそれはもっと悪いものでもなく、それはただ違うこともありません。それが対処できることが完全に異なるセットの科学的な質問を持っています。」
バルーンベースの望遠鏡の潜在的な可能性を持つ、あなたはその支持者がハッブルのような宇宙ベースの望遠鏡よりも優れたものとして彼らを宣伝することを期待するかもしれません。しかし、それはShaabanのすべての場合ではありません。
バルーンベースの望遠鏡を地面から入手することは、より多くの研究を行うことができ、そしてそれが天文コミュニティの全員に利益をもたらすことを意味します。 「天文学の美しさ」、「Shaabanは、「このような驚異的な、謙虚な努力であることに加えて、それは信じられないほど協調的であることです」。
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