Forscher der University of Colorado Boulder werden NASA-Beamte nächste Woche über ein revolutionäres Weltraumteleskopkonzept informieren, das von der Agentur im vergangenen Juni für Studien ausgewählt wurde und Bilder liefern könnte, die bis zu 1.000-mal schärfer sind als die des Hubble-Weltraumteleskops.

CU-Boulder-Professor Webster Cash sagte, das Instrumentenpaket würde aus einem umlaufenden Weltraumteleskop und einer undurchsichtigen Scheibe davor bestehen, die einen Durchmesser von bis zu einer halben Meile haben könnte. Laut Cash würden sich gebeugte Lichtwellen von einem Zielstern oder einem anderen Weltraumobjekt um die Ränder der Scheibe biegen und in einem zentralen Punkt zusammenlaufen. Dieses Licht würde dann in das umlaufende Teleskop eingespeist, um hochauflösende Bilder zu liefern, sagte er.

Das neue Teleskopkonzept, das nach dem französischen Wissenschaftler Francois Arago, der erstmals gebeugte Lichtwellen um eine Scheibe entdeckte, Aragoskop genannt wurde, könnte es Wissenschaftlern ermöglichen, Weltraumobjekte wie „Ereignishorizonte“ von Schwarzen Löchern und Plasmaaustausche zwischen Sternen abzubilden, sagte Cash vom CU-Boulder’s Center für Astrophysik und Weltraumastronomie. Das neuartige Teleskopsystem könnte auch auf die Erde ausgerichtet sein und Objekte von der Größe eines Kaninchens abbilden, was ihm die Möglichkeit gäbe, in den Bergen nach verlorenen Campern zu suchen, sagte er.

Das CU-Boulder Aragoskop war einer von zwölf Vorschlägen, die im Juni 2014 vom NASA Innovative Advanced Concept (NIAC)-Programm für die Phase-1-Finanzierung ausgewählt wurden und darauf abzielen, Science-Fiction durch bahnbrechende Technologieentwicklung in die Realität umzusetzen. Zu den weiteren geförderten Phase-1-NIAC-Vorschlägen – jeweils mit 100.000 US-Dollar über einen Zeitraum von neun Monaten – gehören ein Orbitgerät zum Einfangen taumelnder Asteroiden und ein Roboter-U-Boot zur Erkundung von Methanseen auf Titan, dem größten Saturnmond.

Im April wird NIAC sechs der Phase-1-Konzepte von 2014 für die Phase-2-Finanzierung auswählen, bei der es sich um eine zweijährige Auszeichnung in Höhe von 500.000 US-Dollar handelt. In den Jahren 2004 und 2005 erhielt Cash die Finanzierung der Phasen Eins und Zwei für ein Konzept für ein Teleskop und einen riesigen, gänseblümchenförmigen „Sternschirm“, der das Licht eines Muttersterns blockieren und das Licht seiner Planeten an den Rändern austreten lassen sollte. dem Team ermöglichen, sie sich vorzustellen. Im Jahr 2008 gewährte die NASA Cash und seinem Team eine zusätzliche Million US-Dollar, um die Sternenschattenstudie der New Worlds voranzutreiben.

„Ehrlich gesagt überschneidet sich unser New-Worlds-Sternenschattenprojekt mit der Architektur, die wir für das Aragoskop verwenden wollen, daher sind wir der Meinung, dass wir für die zweite Phase ziemlich gut aufgestellt sind“, sagte Cash. Das Aragoskop würde in einer geostationären Umlaufbahn in einer Höhe von 25.000 Meilen geparkt, die der Erdrotation folgt und es vom Boden aus bewegungslos erscheinen lässt.

„Traditionell waren Weltraumteleskope im Wesentlichen monolithische Glasstücke wie das Hubble-Weltraumteleskop“, sagte Anthony Harness, Doktorand an der CU-Boulder vom Department of Astrophysical and Planetary Sciences, der mit Cash an dem Projekt arbeitet. „Aber je schwerer das Weltraumteleskop ist, desto höher sind die Kosten für den Start. Wir haben einen Weg gefunden, dieses Problem zu lösen, indem wir große, leichte Optiken in den Weltraum bringen, die eine viel höhere Auflösung und geringere Kosten bieten.“

Die undurchsichtige Weltraumscheibe würde aus einem starken, dunklen, plastikähnlichen Material bestehen (denken Sie an Hefty Bag), das komprimiert wie ein Fallschirm gestartet und dann im Orbit entfaltet werden könnte. Der Weltraumschild würde abhängig von der Größe der Scheibe in Entfernungen von mehreren zehn bis Hunderten von Kilometern am Teleskop befestigt sein, sagte Harness.

„Die undurchsichtige Scheibe des Aragoskops funktioniert ähnlich wie eine einfache Linse“, sagte Harness. „Das Licht, das am Rand der Kreisscheibe gebeugt wird, legt die gleiche Weglänge bis zur Mitte zurück und wird dort als Bild fokussiert.“ Da die Bildauflösung mit dem Teleskopdurchmesser zunimmt, würde die Möglichkeit, eine so große und dennoch leichte Scheibe zu starten, es Astronomen ermöglichen, Bilder mit höherer Auflösung als mit kleineren, herkömmlichen Weltraumteleskopen zu erzielen, sagte er.

Cash und Harness sagten, sie hoffen, im Labor eine astronomische Demonstration des Aragoskop-Konzepts durchführen zu können, indem sie eine 1-Meter-Scheibe verwenden, die mehrere Meter von einem Teleskop entfernt platziert ist. Die Lichtquelle würde etwa 5 oder 10 Meter hinter der Scheibe befestigt.

Darüber hinaus hoffen sie, das Sternenschattenkonzept zu testen, indem sie eine Weltraumscheibe auf einem Berggipfel befestigen und ein Teleskop an einem schwebenden Flugzeug anbringen, um Alpha Centauri abzubilden, ein Doppelsternsystem, das als dritthellster Stern am Himmel erscheint.

NIAC wurde 1998 gegründet, um revolutionäre Konzepte von Menschen und Organisationen zu gewinnen, die die Missionen der NASA voranbringen könnten. Die Gewinnerkonzepte „verschieben die Grenzen von Wissenschaft und Technologie“ und es wird erwartet, dass die Entwicklung mindestens ein Jahrzehnt dauern wird.

Zusätzlich zum Aragoskop- und Starshade-Projekt gewann Cash in den Jahren 2000 und 2001 die Finanzierung der Phasen Eins und Zwei für ein drittes NIAC-Konzept, als er ein Röntgeninterferometer vorschlug, mit dem man in die Mündungen von Schwarzen Löchern schauen könnte.