سایه‌بان غول‌پیکر در فضا؛ طرح نوآورانه پژوهشگران ناسا برای کشف زمین دوم

اگر تا به حال برای دیدن بهتر چیزی، جلوی نور خورشید را با دست خود گرفته‌اید، قطعاً از طرح جدید ناسا برای جستجوی سیاره‌های سکونت‌پذیر خوشتان خواهد آمد.

دانشمندان آژانس فضایی آمریکا مشغول کار روی طرح جدیدی هستند که «رصدخانه ترکیبی برای سیاره‌های فراخورشیدی ‌زمین‌سان» (HOEE) نام دارد؛ پیشنهادی غیرمعمول که قرار است سایه‌بانی ستاره‌ای به قطر ۱۰۰ متر را به مداری در فاصله حدود ۱۷۵هزار کیلومتری بالای جو زمین، در محدوده بین زمین و ماه، بفرستد.

ولادیمیر آیراپتیان، اخترفیزیک‌دان ناسا در گفتگو با وب‌سایت یونیورس تودی، توضیح داده که ایده اصلی این است که با ایجاد «کسوف مصنوعی» در فضا، امکان مشاهده‌ی بهتر نور بسیار ضعیف سیاره‌های فراخورشیدی شبیه زمین را که به دور ستاره‌ای دوردست می‌چرخند، برای یک تلسکوپ قدرتمند زمینی فراهم کنیم.

آیراپتیان در کنفرانس اخترزیست‌شناسی «ارجینز ۲۰۲۶» که ژوئیه امسال در پاریس برگزار شد، گفت: «هدف این است که یک رصدخانه به اصطلاح ترکیبی بسازیم که در آن یک تلسکوپ بزرگ روی زمین بتواند منظومه‌ای سیاره‌ای را در طیف نور مرئی رصد کند. چالش اصلی مسدودکردن نور ستاره است تا بتوانیم سیاره‌ای کم‌نور را که روشنایی‌اش یک میلیارد بار کمتر از درخشش ستاره است، آشکار کنیم.»

آیراپتیان و همکارانش در ناسا و کلتک امیدوارند سایه‌بان ستاره‌ای HOEE در نهایت بتواند با پیشرفته‌ترین و چشمگیرترین تلسکوپ‌های زمینی که هم‌اکنون در ارتفاعات بیابان آتاکاما در شیلی در حال ساخت هستند، هماهنگ شود. پروژه‌هایی مانند تلسکوپ فوق‌العاده بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (ELT) و تلسکوپ غول‌پیکر ماژلان (GMT)، می‌توانند با کمک HOEE به قدرتمندترین یابندگان سیاره که تاکنون طراحی شده‌اند، تبدیل شوند.

به گفته جان ماتر، اخترفیزیک‌دان مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا، سایه‌بان ستاره‌ای پیشنهادی برای اینکه از نظر عملیاتی اجراشدنی باشد باید وزن کمی داشته باشد؛ هم برای پرتاب به مدار و هم برای اینکه بتوان آن را میان تلسکوپ و خط دید ستاره دوردست جابه‌جا کرد. هدف اولیه تیم این بوده است که محموله سایه‌بان HOEE وزنی بین ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ کیلوگرم داشته باشد.

تیم پژوهش از سازه پیشنهادی خود با عناوین مختلفی مانند «اختفاگر خارجی» و «اختفاگر گل‌شکل» یاد کرده است. سایه‌بان مداری پس از تکمیل ساخت می‌تواند بین ۲۴ تا ۴۸ گلبرگ جمع‌شونده داشته باشد. شکل این گلبرگ‌ها براساس اصول ریاضی پیچیده‌ای به نام هایپر-گوسی تعیین می‌شود و هدفشان مسدودکردن بیشترین میزان ممکن از نور ستاره است.

همچنین گفته می‌شود که مدار سایه‌بان ستاره‌ای HOEE می‌تواند با استفاده از پیشران‌های تنظیم‌شدنی و پایدار که هیدروژن داغ را به بیرون پرتاب می‌کنند، به‌طور جزئی اصلاح شود. این پیشران‌ها از خود نور مرئی ساطع نمی‌کنند و در نتیجه خطر ایجاد نویز ناخواسته در تصاویر ثبت‌شده از سیاره‌های فراخورشیدی توسط تلسکوپ مستقر در زمین را کاهش می‌دهند.

تیم HOEE در مقاله‌ای که سال ۲۰۲۶ در نشریه «نیچر استرونومی» منتشر کرد، نوشت طرح‌های بادشدنی و جمع‌شونده‌ای که هم‌اکنون در مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا و آزمایشگاه سازه‌های دقیق، بزرگ و پیشرفته (ALPS) در آزمایشگاه پیش‌رانش جت (JPL) در دست ساخت هستند، می‌توانند استقرار سایه‌بان‌های بسیار بزرگ را امکان‌پذیر کنند.

به گفته آیراپتیان، تیم HOEE هم‌اکنون اهداف تعیین‌شده در فاز اول پروژه را محقق کرده و تعهدات مربوط به بودجه‌ای را که از برنامه مفاهیم نوآورانه پیشرفته ناسا (NIAC) دریافت کرده بود، به پایان رسانده است.

آیراپتیان گفت در صورت تأیید، هزینه ساخت HOEE ممکن است حدود یک میلیارد دلار باشد. این رقم هرچند همچنان قابل‌توجه است، در مقایسه با رقیب آن، یعنی تلسکوپ دنیاهای سکونت‌پذیر ناسا (HWO)، بسیار کمتر است. پژوهشگران هزینه‌ی پایه‌ی پروژه HWO را تقریباً ۱۱ میلیارد دلار برآورد کرده‌اند.

آیراپتیان درباره HOEE گفت: «این پروژه‌ای هیجان‌انگیز است که راهی سریع‌تر، ارزان‌تر و کارآمدتر ارائه می‌دهد»؛ روشی که به گفته‌ی او در مقایسه با تلسکوپ دنیاهای سکونت‌پذیر، «پیچیدگی بسیار کمتری» دارد.