NASA фінансує революційні космічні технології для виявлення дуже близьких екзоземель
Нова проривна технологія полювання на планети, яка зараз вивчається в рамках програми NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), може буквально виявляти та шукати біосигнатури кожної Землі 2.0 у радіусі тридцяти світлових років від нашої Сонячної системи. Відомий як DICER (дифракційний інтерферокоронаграф екзопланетний розрізнювач), ключем до революційного засобу виявлення цих планет у цьому дослідженні NIAC є те, що на відміну від звичайних оптичних космічних телескопів, які використовують вигнуті, поліровані дзеркала для збору світла зірок, ця місія використовуватиме плоскі набори так званих дифракційних ґраток. Ці решітки діяли б як суперпризми, щоб перенаправляти світло зірок, яке потрапляє на них, на менші вигнуті дзеркала. Це не тільки значно зменшить вагу інфрачервоного телескопа, але й зробить місію екзопланети з такою високою роздільною здатністю економічно ефективною. «У нас є базовий проект, у якому використовуються три набори з двох решіток», — повідомила мені електронною поштою Хайді Джо Ньюберг, астрофізик із Політехнічного інституту Ренсселера в Трої, штат Нью-Йорк, керівник проекту DICER. Кожен набір із двох 10-метрових решіток може виявляти світло в невеликій частині спектру випромінювання екзопланети, каже Ньюберг, одержувач стипендії NIAC «Phase I» у розмірі 175 000 доларів. Завдяки точному вирівнюванню цих решіток обсерваторія досягне еквівалентної роздільної здатності 20-метрового оптичного космічного телескопа. Ця нова технологія DICER не дасть точного зображення планет, які вона може виявити. Але це повинно дозволити Ньюбергу та його колегам зібрати достатньо спектрів для виявлення екзоземель у зоні проживання зірки. Наразі це визначається як місце, де планета може підтримувати рідку воду на своїй поверхні. Коронограф місії уможливить ці виявлення, видаливши все світло зірок у центрі поля зору телескопа. Таким чином, будь-яка земноподібна планета, розташована поблизу зірки, фактично може бути виявлена. 
Якщо початкове дев’ятимісячне дослідження буде успішним, команда зможе подати заявку на дворічне дослідження II фази вартістю 600 000 доларів США. Є надія, що ця місія DICER оцінюється в 1 мільярд доларів, отримає повний розвиток протягом наступного десятиліття. На відміну від попередніх позасонячних методів полювання на планети, DICER буде здатний знаходити та вивчати планети під будь-яким нахилом, включаючи орбіти обличчям до них. І він міг би визначити, чи є на планеті атмосфера, яка містить озон (O3), характерний ознака кисню. Обсерваторію буде направлено до гравітаційно стабільної точки Лагранжа 2 (L2) Сонце-Земля, розташованої приблизно за мільйон миль від Землі. Він працюватиме принаймні кілька років, оскільки місії знадобиться достатньо часу, щоб виявити планету, подібну до нашої Землі, що обертається навколо своєї материнської зірки. Хоча планети земного типу легше виявити навколо менших червоних карликів (M), які домінують у сусідній галактиці, запропонована нова концепція місії буде націлена на так звані зірки типу G і K, які більше схожі на наше Сонце. Зірки G і K довгоживуть і не мають сильних магнітних бур, які могли б порушити планету в зоні життя, як це роблять зірки M, каже Ньюберг. Екзопланети в зоні проживання зірок М також, швидше за все, будуть припливно заблоковані (таким чином, що та сама сторона звернена до зірки-господаря), що призведе до кардинальних погодних умов, каже вона. Таким чином, зірки G і K можуть бути найкращою точкою. За словами Ньюберга, K-зірки є найтьмянішими з більш стабільних зірок головної послідовності. Але Сонце — це зірка G, яка трохи масивніша та яскравіша за зірку K, каже вона. І це єдина зірка, яку ми знаємо, де є розумне життя, каже Ньюберг. Ось чому ми розробляємо DICER, щоб знаходити екзоземлі навколо зірок G і K, каже вона. Незважаючи на це, перед командою стоїть непросте завдання. Подумайте про те, як важко знайти таку ж малу планету, як Земля, навколо зірки, яка в мільйони чи мільярди разів яскравіша, каже Ньюберг. Тоді уявіть, що крихітну кількість світла, яке досягає нас із цієї планети, розподіляють у спектрі, каже вона. 
Відомо 62 зірки G і K, які знаходяться в межах 33 світлових років від Землі. Відомо, що лише один, Тау Кита, містить або суперземлю, або міні-Нептун. Ми не знаємо, скільки придатних для життя екзопланет DICER знайде; це може бути нуль або може бути п’ятдесят, каже Ньюберг. Якщо ми знайдемо екзопланети, схожі на Землю, а потім знайдемо кисень, є хороші шанси, що він був вироблений життям, каже вона. Це те відкриття, яке спонукало б до іншої місії просто дослідити цю планету, каже Ньюберг. Якщо ми знайдемо земні екзопланети і не знайдемо кисень, то все ще може існувати анаеробне життя, зазначає вона.
Що стосується запуску?
Оптимістичний часовий масштаб – 2033 рік за допомогою ракети Falcon Heavy, каже Ньюберг.
Але на цьому етапі концепція місії дуже змінюється.
Команда зважує варіанти, щоб максимізувати наукову концепцію, а також намагається спростити механічну систему космічного корабля. Це процес, який бере до уваги те, що Ньюберг називає звичайним компромісом між часом, вартістю та науковою продуктивністю.
Першочерговим завданням місії є просто знайти ці приховані екзоземлі, а потім шукати озон.
Озон — це біосигнатура, яку, на нашу думку, було б найлегше знайти, — каже Ньюберг. Але ми також можемо розглянути пошук метану, вуглекислого газу та води, каже вона.
