Potraga za drugom Zemljom

A onda je jedan od naučnika iz Princeton tima po imenu David Spergel došao na briljantnu ideju razmišljajući na osnovu onoga što je već bilo poznato o anuliranju blještanja zvezde. Neki astronomi su dedusirali da bi postavljanje dva teleskopa na precizno rastojanje zataškalo svetlost u centru vidnog polja. Zataškavanje postaje još dublje ako se bočno od ovih teleskopa postave još dva manja teleskopa sa svake strane po jedan. Spergel je došao do zaključka da bi pomoglo postavljanje još dva manja teleskopa i zatim još dva što bi zaokružilo broj teleskopa na osam. U principu svaki dodavani par teleskopa zataškava svetlost sve više tako da bi beskonačni parovi ogledala bili idealni, veliki u centru i sve manji i manji sa strane. U jednostavnim interferometrima od četiri ogledala koje su drugi dizajnirali, malo od svetlosti zvezde bi se rasulo u svim pravcima od centralne "slepe tačke" što bi svaku planetu u blizini činilo teškom za videti.

Princeton sistem "multiogledala" je dizajniran da slije rasutu svetlost u dva regiona koji izgledom podsećaju na elisu, iznad i ispod zvezde, ostavljajući na taj način delove sa strane relativno tamne. Beskrajni parovi teleskopa su naravno fantazija, pa čak i tri, četiri para teleskopa predstavljaju komplikovan i nadasve skup poduhvat. Ali višestruko ogledalo mu je dalo ideju.

Ako pratite celokupan oblik idealnog, neograničenog broja ogledala, ceo sistem ima oblik mačijeg oka. Izbočeno i široko na sredini dok se sve više sužava i zaoštrava ka špicevima sa strane. Zašto da umesto izgradnje mnogo nezavisnih ogledala koja daju ovaj oblik, ne bi napravili samo jedno ogledalo takvog oblika? Jos bolje: zašto prolaziti kroz probleme pravljenja ogledala takvog oblika? Taj oblik se može dobiti i jednostavnim postavljanjem maske takvog oblika preko običnog teleskopa, i time dobiti otvor na teleskopu u obliku mačjeg oka.

I bio je u pravu. U maloj laboratoriji Princeton univerziteta aranžirano je par sočiva i okular tako da je svetlosni zrak malog lasera prolazio kroz njih. Zatim je dodan neproziran fotografski slajd, izuzev providnog kruga u sredini koji je simulirao kružni otvor na teleskopu. Svetlost koja je prolazila kroz okular, fokusirana je na papir. Rezultat je monohromatska tačka svetlosti, okružena sa regulisanim svetlijim i tamnijim talasima zvanim "Airy" šablon.

Zatim je taj slajd zamenjen drugim slajdom, takođe neprovidnim ali sa otvorom u obliku mačijeg oka umesto kružnog. Tačka svetlosti na papiru se nije promenila dok su svetliji i tamniji talasi bili ograničeni u obliku špiceva uperenih na gore i dole. Levo i desno od tačke svetlosti nije bilo ničega sem tame. Upravo u ovoj tami ceo tim se nada da će ugledati planete.

Cela demonstracija je uzela oko sat vremena i sa njome je tim uspeo da zataška svetlost lasera-zvezde za oko 100.000 puta. To nije ni približno cifri od 10 milijardi koja je potrebna, ali ako su uspeli da je smanje čak i za 100.000 puta za samo jednu probu od sat vremena, svi se nadaju da mogu učiniti i mnogo bolje od toga.

Ako uspeju onda bi NASA Terrestrial Planet Finder izgledao veoma različito od onoga kako je prvo zamišljen pre par godina. Sačinjavaće ga samo jedan satelit a ne četiri ili pet i biće stacioniran mnogo bliže u orbiti oko Zemlje. Ono što je najvažnije je mogućnost pronalaženja druge Zemlje desetinama godina brže nego što je svemirska agencija proračunala. Da bi još više ubrzali stvar, Princeton tim je predložio da se u međuvremenu napravi Finder sa ogledalom prečnika četiri metra koji bi se mogao lansirati već 2010. godine. Dizajniran sa njihovom maskom, ovaj teleskop bi bio dovoljno snažan da nađe planete slične Zemlji u orbiti oko 20 do 30 zvezda nama najbližih, od kojih bi verovatno prve na listi bile Alpha Centauri (4.4 s.g.), Epsilon Eridani (10.5 s.g.), Tau Ceti (11.9 s.g.), Epsilon Indi (11.9 s.g.) Eta Cassiopeia (19.5 s.g.), 82 Eridani (19.8 s.g.) i Delta Pavonis (19.8 s.g.).

Čak i ako ne nađe ni jednu Zemlju u orbiti oko ovih zvezda ovaj teleskop bi bio veoma koristan. Uklanjanjem maske sa teleskopa dobili bi konvencionalan teleskop jači od Hubble-a.

Princeton tim sa svojim planom je u prednosti zato što se radi samo o jednom satelitu a ne više satelita koji bi radili zajedno. Ali ogledalo tog satelita bi moralo biti skoro perfektno, čak do te mere da ga je sa sadašnjom tehnologijom možda i nemoguće napraviti. Ipak, Princeton tim smatra da bi odbijanje svetlosti sa drugog fleksibilinog ogledala korektovalo nepravilnosti izazvane eventualnim manama prvog ogledala.

Posle dve i po godine i preko 60 različitih dizajna koje su uradili naučni timovi četiri velike kompanije, NASA je 10. maja objavila da je izabrala dva koncepta čiji će razvoj dalje finansirati. Oba dizajna imaju isti cilj blokiranja svetlosti zvezde radi lakšeg uočavanja manje planete.

Prvi koncept je dizajn Lockeed Martin "Infracrveni Interferometar". Više manjih teleskopa leteći u perfektnoj formaciji simulira jedan veliki teleskop. Interferometar koristi tehniku pod imenom "nulling", da zataška i redukuje svetlost zvezde u faktoru od jednog miliona, omogućavajuci detekciju veoma slabih infracrvenih emisija planeta.

Drugi koncept je Princeton-Ball Aerospace "Spergel Pupil Optical Coronograph". Koncept vidljive svetlosti. Veliki optički teleskop sa ogledalom veličine 4x10 metara kolektuje svetlost zvezde i veoma bledu svetlost koju reflektuje planeta. Teleskop bi imao specijalnu optiku koja bi redukovala svetlost zvezde u faktoru od jedne milijarde, omogućavajući astronomima da vide planetu.

Princeton-Ball Aerospace "Spergel Pupil Optical Coronograph".

Ova dva dizajna su veoma realistična po misljenju NASA i zaslužuju dalje izučavanje i razvijanje a sve u cilju lansiranja TPF-a negde sredinom sledeće dekade.

NASA i JPL će pratiti oba programa i odlučiti negde 2005 g.-2006 g. koji će program biti izabran za misiju.

Terrestial Planet Finder je deo NASA "Origins Program", serije misija koja ima za cilj izučavanje formiranja galaksija, zvezda i planeta i potragu za životom. Program ima za cilj odgovore na pitanja: "Odakle smo došli?" i "Da li smo sami?".