Připravovaný americký teleskop SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) by měl dokázat nasnímat celou oblohu během šesti měsíců. Vytvoří tak mapu vesmíru, jaká tu zatím nebyla. Jeho start je plánovaný nejpozději na duben roku 2025 a vědci od něj hodně očekávají. Mohl by jim totiž prozradit, co se dělo během několika sekund po velkém třesku, jak vznikly první galaxie a jak probíhal jejich vývoj. Mohl by také vystopovat přítomnost molekul, které jsou nezbytné pro vznik nám známého života – třeba vody, která se v podobě ledu nachází v naší galaxii. Dosažení těchto smělých cílů bude vyžadovat špičkové technologie. NASA tento měsíc schválila konečné plány všech prvků této kosmické observatoře.

„Jsme v přechodové fázi mezi prací na počítačových modelech a prací se skutečným hardwarem,“ popisuje Allen Farrington, projektový manažer mise SPHEREx z Jet Propulsion Laboratory v jižní Kalifornii a dodal: „Návrh družice, tak jak je nyní, byl schválen. Prokázali jsme, že se to dá udělat a šli jsme až do nejmenších podrobností. Můžeme tedy nyní skutečně začít stavět jednotlivé díly a postupně vše skládat dohromady.“

K zodpovězení velkých otázek spojených s vesmírem se vědci musí dívat na oblohu různými metodami. Některé teleskopy (třeba známý Hubbleův teleskop) mají za úkol zaměřit se na jednotlivé hvězdy, galaxie, či jiné kosmické objekty, které pak podrobně studují. Ovšem SPHEREx patří k jiné skupině teleskopů. Tyto stroje zvládnou rychle nasnímat velké části oblohy a v krátkém čase tak prozkoumají mnoho objektů. SPHEREx by měl naskenovat každého půl roku více než 99% oblohy. Pro lepší srovnání – Hubbleův teleskop funguje více než 30 let a za tu dobu pozoroval méně než 0,1% oblohy. Je pravda, že přehledové teleskopy jako SPHEREx nemohou pozorovat objekty zájmu se stejnou úrovní detailů jako teleskopy určenék cíleným pozorováním, ale přesto jsou ohromně užitečné. Mohou totiž zodpovědět otázky spojené s typickými vlastnostmi různých objektů v celém vesmíru.

Vizualizace teleskopu SPHEREx
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Abychom byli konkrétnější, dáme si opět jeden příklad. Nedávno vypuštěný Teleskop Jamese Webba bude kromě jiného cílit na pozorování individuálních exoplanet (planet mimo Sluneční soustavu). Bude měřit jejich velikost, teplotu, složení a možná i základní projevy počasí. Ovšem vznikají exoplanety alespoň zhruba v prostředí, které je vhodné pro život tak, jak jej známe? Díky observatoři SPHEREx budou moci vědci změřit výskyt látek důležitých pro život – třeba vody, která je vázána ve formě ledovo-prachových zrnek v galaktických mračnech, ze kterých se rodí nové hvězdy a jejich planetární systémy. Astronomové věří, že pozemská voda, která je pro nám známý život nezbytná, pochází z tohoto mezihvězdného materiálu.

Optika teleskopu SPHEREx
Zdroj: http://spherex.caltech.edu/

„Je to asi jako rozdíl mezi osobním poznáním několika různých lidí oproti sčítáním lidu, při kterém se dozvíte o populaci jako celku,“ vysvětluje Beth Fabinsky, zástupkyně projektového manažera mise SPHEREx z JPL a dodává: „Oba typy studií jsou důležité a navzájem se doplňují. Ovšem jsou tu otázky, na které vám přinese odpověď pouze zmíněné sčítání lidu.“ SPHEREx a Webbův teleskop se od sebe budou lišit nejen svým přístupem ke studiu kosmických objektů, ale i velikostí. Teleskop Jamese Webba je největší astronomickou observatoří, jaká se kdy dostala do kosmického prostoru – jeho primární zrcadlo má průměr 6,5 metru a dokáže tak pořídit nejdetailnější snímky ze všech kosmických teleskopů. JWST chrání své citlivé přístroje od oslňujícího slunečního světla a tepla pomocí slunečního štítu, jehož rozměry se dají přirovnat k tenisovému kurtu. SPHEREX bude oproti tomu mnohem menší. Jeho primární zrcadlo bude mít průměr jen 20 centimetrů a sluneční štít bude široký sotva 3,2 metru.

Schopnost rozlišení různých misí v jednotlivých vlnových délkách.
Zdroj: http://spherex.caltech.edu

Obě observatoře budou pracovat s infračerveným zářením. Jde o elektromagetické záření s vlnovou délkou, která je pro lidské oči neviditelná. Infračervené záření bývá někdy označováno také jako tepelné vyzařování, protože jej vydávají teplé objekty, což se využívá třeba v systémech pro noční vidění. Oba teleskopy také využijí techniku zvanou spektroskopie, při které rozloží přicházející infračervené záření na různé vlnové délky podobně, jako skleněný hranol rozloží bílé světlo do barev duhy. Díky spektroskopickým měřením může SPHEREx i JWST odhalit, z čeho se daný objekt skládá, jelikož různé chemické prvky pohlcují a vyzařují záření o specifických vlnových délkách.

Konstrukce teleskopu SPHEREx
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Než dostanou možnost pátrat po odpovědích na velké otázky, museli nejprve experti z týmu kolem mise SPHEREx vyřešit několik praktických otázek. Ty se točily třeba kolem toho, zda přístroje na palubě teleskopu dokáží fungovat v kosmickém prostředí, nebo zda jednotlivé systémy po složení do celku zvládnou spolupracovat. Minulý měsíc přišel významný milník – konečné plány vytvořené experty z přípravného týmu schválila agentura NASA. Tento krok (známý též jako kritické zhodnocení návrhu) se označuje zkratkou CDR (critical design review). Pro celou misi je to významný krok na cestě ke startu.

„COVID je pro nás stále velkou výzvou při vývoji nových kosmických misí. Vším, čím si naše země v uplynulém roce prošla, od narušení dodavatelského řetězce až po práci doma s dětmi, jsme si prošli i my,“ vzpomíná James Bock, hlavní vědecký pracovník mise SPHEREX z JPL a Caltechu v kalifornské Pasadeně a dodává: „Je opravdu úžasné být součástí týmu, který tyto složitosti zvládl s nadšením a zdánlivě neomezeným odhodláním.“

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/1a-sphere_x_slider_image_left-corrected.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/1b-spherex_slider_image_right.png
http://spherex.caltech.edu/images/SPHEREx_MIDEX_raytrace.png
http://spherex.caltech.edu/images/SPHEREx-MissionWavelengthsChart-v5.png
http://spherex.caltech.edu/images/SPHEREx_MIDEX_cutaway.png