系外惑星を直接観察することは非常に困難です。私たちから 100 光年離れた外来種が地球を 1 つのピクセルとして見たい場合、直径 90 km (56 マイル) の主鏡を備えた望遠鏡が必要になります。しかし、これらの不可能な望遠鏡を必要とせずに小さな太陽系外惑星を見るだけでなく、実際にそれらの表面をマッピングする方法があります.その秘密は、太陽を巨大なレンズに変えることです。
質量を持つすべてのオブジェクトは時空をゆがめ、その周りで光を曲げます。これにより、重力レンズとして知られる現象が発生し、その背後にあるものを見ることができます。私たちの太陽は周囲で最大の天体であり、遠方の天体を信じられないほど拡大する望遠鏡のレンズとして使用できます。それが太陽重力レンズ プロジェクトの始まりです。
このようなミッションは、大陸や島 (存在する場合は都市も) を見るのに十分な太陽系外惑星表面の詳細を提供できますが、多くの課題が伴います。システムが機能するには、太陽レンズと望遠鏡の残りの部分が地球と太陽の間の距離の 650 倍、つまり 650 天文単位 (AU) にある必要があります。
ボイジャー 1 号は、地球から最も遠い人工物です。それは 45 年間移動しており、太陽から 157 天文単位です。太陽重力レンズは、何かを 4 倍以上遠くに、はるかに短い時間枠で送る必要があります。プレプリント サーバー ArXiv で入手できる新しい論文は、このミッションを可能にするために必要なものがすでに存在しているか、研究者が現在取り組んでいることを示しています。
「SGL へのミッションを実現するために必要な技術のほとんどは、すでに存在しているか、積極的に開発中であることに気付きました」と、このプロジェクトの背後にいる頭脳の 1 つである NASA のジェット推進研究所の Dr Slava Turyshev は、IFLScience に語っています。
「これらには、ソーラーセーリング推進、搭載電力、および通信が含まれます。これらすべてが、さらにエキサイティングな機能をすぐに利用できるようになり、ミッションをサポートできるようになりました。」
チームは、小さな望遠鏡を搭載した宇宙船でこの距離を 25 年以内に移動させることを目指しています。これは、太陽系の端に向かって打ち上げられたどの宇宙船よりも速い速度に到達することを意味します。そのために、チームはソーラー セイルを使用し、宇宙船を太陽に十分近づけてから、高速で遠くへ飛び立つことを計画しています。
このセットアップは、望遠鏡が別のオブジェクトに移動して画像化することができないため、ターゲットを事前に知る必要があることを意味します。また、ソーラーセイルは非常に大きな表面積対質量比を必要とするため、宇宙船は軽量である必要があります。チームは、宇宙で望遠鏡に組み立てることができるナノサットを採用することが最もうまくいくと考えています.
「最も興味深い課題の 1 つは、ソーラーセーリングによって課せられた制限内に収まるように、システムと機器の一部を縮小することでした。小型で高性能で安価な宇宙船が必要です。これがミッションを可能にするものです」と、トゥリシェフ博士は説明しました。
「資金調達、コミュニティのアドボカシー、チーム開発など、飛行プロジェクトの開発を開始するために必要なすべてのことを考えると、これはすべて刺激的であり、私たちの当面の焦点となります。」
このプロジェクトは刺激的であり、人間が天の川の他の世界を研究する方法や、地球外の生命を探す方法に大きな影響を与える可能性があります. NASA が決定した場合、その打ち上げはそれほど遠くないかもしれません。
「私たちは 2034 年までに飛行する準備ができています。この目標は野心的ですが、実現可能です」と Turyshev 博士は結論づけました。
