Main Menu

Observatorium Ultra Stabil NASA Siap Melacak Kembaran Bumi

Rohmat Haryadi
31-01-2018 03:31

Babak Saif (kiri), Lee Feinberg (kanan), dan Eli Griff-McMahon (NASA)

Maryland, Gatra.com -- Ahli optik NASA sedang dalam perjalanan untuk meruntuhkan tembok penghalang para ilmuwan untuk mencapai ambisi lama: membangun teleskop ultra stabil yang menempatkan, dan menandai puluhan planet mirip Bumi di luar Tata Surya. Kemudian meneliti atmosfer mereka untuk mencari tanda-tanda kehidupan. Komponen optik tidak boleh bergeser melebihi seukuran atom hidrogen dibelah sepuluh.


Babak Saif dan Lee Feinberg di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard milik NASA di Greenbelt, Maryland, menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa mereka dapat mendeteksi distorsi subatomik atau picometer secara dinamis. Perubahan yang jauh lebih kecil daripada sebuah atom. Berkolaborasi dengan Perry Greenfield di the Space Telescope Science Institute di Baltimore, tim sekarang berencana untuk menggunakan alat generasi berikutnya dan ruang uji termal untuk lebih menyempurnakan pengukuran mereka.

Prestasi tersebut merupakan kabar baik bagi ilmuwan yang mempelajari misi masa depan untuk menemukan dan mengkarakterisasi planet mirip Bumi di luar Tata Surya yang berpotensi mendukung kehidupan. Untuk menemukan kehidupan, observatorium ini harus mengumpulkan dan memfokuskan cahaya yang cukup untuk membedakan cahaya planet dari bintang induknya yang lebih menyilaukan, dan kemudian dapat membedah cahaya itu untuk membedakan tanda tangan kimia atmosfer yang berbeda, seperti oksigen dan metana. Ini memerlukan sebuah observatorium super stabil yang komponen optiknya bergerak atau mendistorsi tidak lebih dari 12 picometers, sebuah ukuran yang kira-kira sepersepuluh seukuran atom hidrogen.

Sampai saat ini, NASA belum membangun observatorium dengan persyaratan stabilitas yang begitu ketat. Pergerakan terjadi saat bahan teleskop menyusut atau memuai karena suhu yang berfluktuasi, seperti yang dialami saat bepergian dari Bumi ke ruang angkasa, atau bila terkena gaya lebih dari enam setengah kali kekuatan gravitasi.

Para ilmuwan mengatakan bahwa gerakan-gerakan berukuran atom yang hampir tak terlihat, akan mempengaruhi kemampuan observatorium masa depan untuk mengumpulkan dan memusatkan perhatian pada citra dan menganalisis cahaya planet lain. Akibatnya, perencana misi harus merancang teleskop untuk mendapatkan akurasi tinggi dan mengujinya pada tingkat yang sama di seluruh struktur, tidak hanya di antara cermin reflektif teleskop. Gerakan yang terjadi pada posisi tertentu mungkin tidak secara akurat mencerminkan apa yang sebenarnya terjadi di lokasi lain.

"Misi masa depan ini akan membutuhkan observatorium yang sangat stabil," kata Azita Valinia, Deputi manajer proyek Divisi Astrofisika. "Ini adalah salah satu teknologi ultra tinggi observatorium masa depan. Kesuksesan tim telah menunjukkan bahwa kita terus-menerus mengatasi rintangan itu," katanya.

Untuk melakukan tes ini, Saif dan Feinberg menggunakan Interferometer Kecepatan Tinggi, atau HSI - instrumen yang berbasis Arizona 4D Technology dikembangkan untuk mengukur perubahan dinamis berukuran nanometer di komponen optik Teleskop James Webb Space - termasuk ke 18 segmen cermin, dan struktur pendukung lainnya - selama pengujian suhu, getaran, dan jenis lainnya.

Seperti semua interferometer, instrumen memecah cahaya dan kemudian menggabungkannya untuk mengukur perubahan kecil, termasuk gerak. HSI dapat dengan cepat mengukur perubahan dinamis di cermin dan komponen struktural lainnya, memberi ilmuwan wawasan tentang apa yang terjadi di seluruh teleskop, tidak hanya di satu tempat tertentu.

Meskipun HSI dirancang untuk mengukur distorsi ukuran nanometer atau molekul - yang merupakan standar desain untuk Webb - tim ingin melihatnya dapat menggunakan instrumen yang sama, ditambah dengan algoritma yang dikembangkan secara khusus, untuk mendeteksi perubahan yang lebih kecil lagi dari pada permukaan segmen cermin Webb dan perangkat keras pendukungnya.

Tes membuktikannya bisa, mengukur pergerakan dinamis sekecil 25 pikometer. "Sekitar dua kali target yang diinginkan," kata Saif. Namun, Goddard dan 4D Technology telah merancang instrumen berkecepatan tinggi baru, yang disebut interferometer spekel, yang memungkinkan pengukuran permukaan reflektif dan diffuse dengan akurasi pikometer. Teknologi 4D telah membangun instrumen dan tim Goddard telah memulai karakterisasi awal kinerjanya di ruang uji termal-vakum baru yang mengendalikan suhu internal menjadi 1-milikelvin yang membeku.

Saif dan Feinberg berencana untuk menempatkan item uji di dalam ruang untuk melihat apakah mereka dapat mencapai akurasi 12-pikometer. "Saya pikir kami telah membuat banyak kemajuan, kami sampai di sana," kata Saif.


Editor: Rohmat Haryadi

Rohmat Haryadi
31-01-2018 03:31