NASA未来"新世界观测任务"图文详解

这段时间一直没有系外行星公布数据的消息，而且这两天一直下雨不能外出观测，
心情郁闷中，但是无心搜索到了NASA 2010年立项的新世界任务New World Obsever的PPT，
手气好，下面截图放给大家...顺便翻译一下。
http://casa.colorado.edu/



1.封面可以大概了解这个任务是用太空望远镜和遮星板(Starshade 我暂时这么翻)直接拍摄系外行星的计划。
   主要参与的机构是NASA、科罗拉多大学、格鲁曼公司、美国海军天文台，Ball是什么？基金会？



2.参与者介绍，主管的设计者是科罗拉多大学天体物理与空间天文中心的Webster Cash
  Northrop Grumman是美国的一家著名军工集团，比如美国所有航母和大部分卫星都是他们造的，看来是遮星板的工程承包商
   



3.遮星板工作原理，就是挡在恒星与望远镜之间，屏蔽掉恒星发出的衍射光芒，还要保证行星的光100％进入望远镜。



4.这是不同大小的遮星板的观测效果模拟，看来10米以上就能看见类地行星了，表格是太阳系行星的张角和成像关系。
   这个遮星板可以与在L2点上任意空间天文望远镜联用，后面具体说这句话的深层用意.....



5.这是太阳系从外部遮星板看的模拟图，最里面是金星，地球是蓝色的最亮的，木星是最外的，有人奇怪为什么地球最亮，
   我想因为金星反射阳光比较多，虽然比地球近一点，木星接受的太阳光只有地球的二十七分之一，而且图片中处于背光面



6.这是从系外行星数据系统里面选出了随机的5个系统的模拟图，上面是JWST与遮星板联用的效果图，下面是专门的配套设计的太空望远镜ATLAST。
   这就是上面所说的深层含义，这个项目有A、B两个计划可选，一个是与JWST联用省钱，另一个是有自己专门的望远镜要多花钱。



7.这是JWST 与 ATLAST的信噪对比，应该是说ATLAST对于降低噪音更好。



8.可恶的黄道光会干扰行星探测，图片由上到下是天苑四、老人增四、显微镜座AU、HD 92945的黄道光。



9.70%的在轨时间都可以执行任务，有更多更宽广的其他观测应用。



10.遮星板的几何模型，和遮光效果对比。



11.遮星板与光源波长的关系，遮挡效率分析。



12.这是一项测试，观测室门开关的对比，用来压制噪音？



13.同样是测试图片，用来说明抑噪效果。



14.这是发射任务规划，望远镜和遮星板都要被安置在以L2为中心的轨道上，相隔8万公里，遮星板直径50m，望远镜是4m也可被JWST取代。



15.整个遮星板的设计图，像雨伞又像忍者镖，具体部件不一一翻了，不懂的自己查去。



16.这是配套望远镜的光路图。



17.这是美国海军天文台设计的高灵敏度毫角秒联合观测器。



18.采用离子推进器....不解释




19.新世界观测计划的主要技术制高点。



20.整个计划的路线图，立项后设计1、2年，系统测试2、3年，再花3、4年才能造出个样品。
   看来这个计划就是10年上马了，最快也要在JWST后面上天了，2020年见了。。。

太好了 谢谢！

已阅，楼下翻译

这是测试用途的缩小版遮星板样品。

不错的计划！

没有来源？

掩星盘（我想应该这样翻译）的多瓣结构，我想应该是与整个镜头的结构相关的。

这方面我知道得太少，但是不同的镜头结构应该会产生不同的衍射纹和衍射线，这些多瓣设计就是要尽最大可能遮蔽恒星的光。

gohomeman1 发表于 2012-5-1 21:35

                               
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没有来源？

掩星盘（我想应该这样翻译）的多瓣结构，我想应该是与整个镜头的结构相关的。

掩星板。。。折中下

NASA的策略是对的，既要搞开普勒那样的普遍搜寻模式(但是发现的距离我们都至少1000光年以上)，
也要搞NWO这样的找近距系外行星，主要用于发现50光年内的系外类地行星(目前看至少有300个近距恒星)，当然类木的可以更远点。

谢谢翻译and分享！辛苦了！

经费千万要给足

真希望美国海军把福特砍了

什么时候发射？

很及时的翻译，谢谢分享！

辛苦了！

刚刚仔细看了一下原文，发现这个设计非常强大。
大刘在《三体》中的哈勃2代望远镜，也是如此设计的。但是比起NASA的这个设计来，就能充分知道专业设计的强大所在了。

相距8万km的遮光罩，这是问题的关键！这个罩子的距离是如此的远，以致于几乎所有的衍射光都会跑偏。
然而，如此设计也存在一个极大的问题：怎么对准呢，这可是相当于8万公里长的望远镜啊！遮罩需要离子发动机是显然的，因为必须调节它们的位置，保证精确对准遥远的恒星。

但是，这个望远镜显然不能像哈勃或者韦伯那样，可以指向天空的任意位置。它事实上在每一个时刻，只能指向固定的一个位置。随着地球的公转，这个观测方向可以覆盖黄道面的上下一个角度区域，但角度显然是很小的。
因此说，与其他望远镜的配套是必须的，然而既使配套使用，这个望远镜是不能随心所欲地观测天体的。

gohomeman1 发表于 2012-7-24 17:44

                               
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刚刚仔细看了一下原文，发现这个设计非常强大。
大刘在《三体》中的哈勃2代望远镜，也是如此设计的。但是比 ...

是的，只有70%的时间可观测，但是也足够多了，
具体不清楚，在L2点卫星的移动还是挺自由的吧，
都相对地球静止，所以没有多少空间位移误差，
实际上还是有一定误差的，比如0.1米以内，
但是相对于8万公里，这样的角度误差就很小了。
也就是说它们可以调整位置对准某颗近距恒星，
30％不可观测的时间估计是在位置机动...
哈勃在地球轨道上运行角速度变化这么快，用4个陀螺仪就搞定了，
所以在L2点这些应该不是什么问题...

呵呵，虽然L2点是引力真空地带，但这并不表明移动一个遮光罩是很容易的。关键在于，要持续对准一颗恒星，是很有难度的。虽然0.1米看上去不是大的位移，但这已经足以让图像模糊了。

把这么大的家伙发射到L2点,Falcon Heavy也不够吧

这计划挺华丽的啊，不过遮光板怎么机动呢？？