Super-pressure Balloon-borne Imaging Telescope
सुपर-प्रेशर बैलून-बोर्न इमेजिंग टेलीस्कोप (सुपरबीआईटी) एक अत्यधिक स्थिर, उच्च-रिज़ॉल्यूशन दूरबीन है जो नासा के सुपर-प्रेशर बैलून (एस. पी. बी.) प्रणाली के माध्यम से समताप मंडल में काम करती है। समुद्र तल से 40 किमी की ऊँचाई पर, फुटबॉल-स्टेडियम-आकार का गुब्बारा सुपरबीआईटी (3500 पाउंड पर) को अंतरिक्ष-गुणवत्ता वाली इमेजिंग प्राप्त करने के लिए पृथ्वी के वायुमंडल के 99.2% के ऊपर एक उप-कक्षीय वातावरण में ले जाता है। एक शोध उपकरण के रूप में, सुपरबीआईटी का प्राथमिक विज्ञान लक्ष्य आकाशगंगा समूहों और ब्रह्मांड की बड़े पैमाने की संरचना में काले पदार्थ के वितरण में अंतर्दृष्टि प्रदान करना है। जैसा कि कई परीक्षण उड़ानों द्वारा प्रदर्शित किया गया है, सुपरबीआईटी द्वारा उत्पन्न सर्वेक्षण डेटा में हबल स्पेस टेलीस्कोप के समान गुणवत्ता और डेटा संग्रह दक्षता होने की उम्मीद है, जबकि जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (जेडब्ल्यूएसटी), वेरा सी. रुबिन वेधशाला (पूर्व में एलएसएसटी), और नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप (पूर्व में डब्ल्यूएफआईआरएसटी) जैसी अन्य आने वाली वेधशालाओं के सर्वेक्षणों का पूरक है। तकनीकी विवरण और विज्ञान लक्ष्य सुपरबीआईटी एक 5 मीटर चौड़ा क्षेत्र, विवर्तन-सीमित गुब्बारा-जनित दूरबीन है जो अंतरिक्ष जैसी संचालन स्थितियों और प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए समताप मंडल के भीतर काम करता है। निकट अवरक्त (900 एनएम) से निकट पराबैंगनी (300 एनएम) तक ऑप्टिकल संवेदनशीलता के साथ, सुपरबीआईटी का उद्देश्य इन समूहों में काले पदार्थ की उपस्थिति और सापेक्ष मात्रा का अनुमान लगाने के लिए आकाशगंगा समूहों के सटीक कमजोर गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग माप करना है। गुब्बारे-जनित वातावरण से उच्च-परिशुद्धता माप प्राप्त करने के लिए, लगभग 3500 पाउंड पर सुपरबीआईटी गोंडोला अपने दूरबीन को उप-आर्कसेकंड परिशुद्धता (तीन डिग्री-ऑफ-फ्रीडम स्टेडिकैम के समान) में स्थिर करता है, जबकि परिष्कृत प्रकाशिकी सुपरबीआईटी कैमरे को <50 मिलीअर्कसेकंड तक स्थिर करती है। स्थिरता के इस स्तर के लिए एक उपयोगी सादृश्य टोरंटो के केंद्र द्वीप (लगभग ढाई कि. मी. दूर) से सी. एन. टावर के शीर्ष पर एक सुई को थ्रेडिंग करना और धागे को सुई के किनारों को 60 मिनट तक छूने से रोकना है। परिशुद्धता का यह स्तर, विवर्तन-सीमित प्रकाशिकी और एक बड़े फील्ड-ऑफ-व्यू के साथ मिलकर, सुपरबीआईटी को एक ताल और गुणवत्ता पर खगोलीय सर्वेक्षण करने में सक्षम बनाता है जो हबल स्पेस टेलीस्कोप के प्रतिद्वंद्वी है। इस मायने में, सुपरबीआईटी के अति-महत्वपूर्ण विज्ञान और प्रौद्योगिकी विकास लक्ष्यों में से एक तेजी से विकसित लेकिन अत्यधिक सक्षम उप-कक्षीय खगोलीय प्लेटफार्मों को खगोलीय समुदाय के लिए समकक्ष अंतरिक्ष-या उपग्रह-आधारित प्रणाली की लागत के एक अंश पर अधिक सुलभ बनाना है। सुपरबीआईटी वर्तमान में अपनी पूरी तरह से परिचालन विज्ञान उड़ान के लिए तैयारी कर रहा है, जिसे मार्च 2023 में वनाका, न्यूजीलैंड से लॉन्च किया जाना है। सुपरबीआईटी नासा के सुपरप्रेशर बैलून (एस. पी. बी.) प्रणाली के माध्यम से समुद्र तल से लगभग 40 कि. मी. की ऊँचाई पर प्रक्षेपण और संचालन बनाए रखेगा। पारंपरिक शून्य-दबाव गुब्बारा प्रणालियों की तुलना में इस अपेक्षाकृत नवीन एस. पी. बी. प्रणाली का लाभ यह है कि समताप मंडल के संचालन को 30 दिनों से अधिक समय तक दैनिक चक्रों के माध्यम से समर्थित किया जा सकता है, जिससे सुपर. बी. आई. टी. कमजोर-संवेदी विज्ञान आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए आवश्यक छवियों और डेटा को एकत्र करने में सक्षम हो जाता है। इतिहास और विकास सुपरबीआईटी को मूल रूप से टोरंटो विश्वविद्यालय में बार्थ नेटरफील्ड के बैलून एस्ट्रोनॉमी ग्रुप (मूल रूप से बैलून-बोर्न इमेजिंग टेस्ट-बेड नाम दिया गया) के नेतृत्व में यूटीआईएएस के योगदान और इंजीनियरिंग विकास के साथ विकसित किया गया था। 2012 की गर्मियों में शुरू होने वाले डिजाइन प्रयासों के साथ, मूल बी. आई. टी. दल ने 2015 में अपनी पहली इंजीनियरिंग परीक्षण उड़ान पर बी. आई. टी. का निर्माण, संयोजन, एकीकरण, परीक्षण और प्रक्षेपण किया। प्रक्षेपण टिमिन्स, ओंटारियो से हुआ और इसे कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी और सी. एन. ई. एस. द्वारा सुगम बनाया गया। इस इंजीनियरिंग सफलता के बाद, सुपरबीआईटी को 2016 और 2018 की गर्मियों में प्रिंसटन विश्वविद्यालय, डरहम विश्वविद्यालय के सेंटर फॉर एडवांस्ड इंस्ट्रूमेंटेशन और जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (जे. पी. एल.) के सहयोग से निरंतर इंजीनियरिंग सुधारों और समग्र उपकरण प्रदर्शन के परिष्करण के साथ नवीनीकृत और फिर से शुरू किया गया था। इन दोनों इंजीनियरिंग परीक्षण उड़ानों के लिए, प्रक्षेपण फिलिस्तीन, टेक्सास से हुआ और इसे नासा की कोलंबिया वैज्ञानिक गुब्बारा सुविधा द्वारा सुगम बनाया गया था। 2019 में, सुपरबीआईटी की अपनी अंतिम विज्ञान योग्यता उड़ान थी, जो पहली उड़ान थी जिसमें विज्ञान इमेजिंग के लिए अंतरिक्ष-योग्य दूरबीन प्रकाशिकी और एक उन्नत कैमरों का उपयोग किया गया था। सुपरबीआईटी की उड़ान परीक्षण स्थिरीकरण प्रणाली के साथ, सीएनईएस-सीएसए के साथ टिमिंस, ओंटारियो से सुपरबीआईटी 2019 उड़ान ने ऑप्टिकल बैंड के साथ-साथ निकट-अवरक्त और निकट-पराबैंगनी में समताप मंडल से व्यापक क्षेत्र, विवर्तन-सीमित इमेजिंग करने की एक मजबूत क्षमता का प्रदर्शन किया। यह वानाका, न्यूजीलैंड से अपनी आगामी और अंतिम लंबी अवधि की उड़ान के दौरान विज्ञान संचालन के लिए सुपरबीआईटी प्रणाली को अर्हता प्राप्त करने के लिए आवश्यक अंतिम परीक्षण उड़ान थी, जिसके परिणाम आकाशगंगा समूह अध्ययन, कमजोर लेंसिंग विज्ञान और डार्क मैटर ब्रह्मांड विज्ञान में महत्वपूर्ण योगदान प्रदान करेंगे। विज्ञान और इंजीनियरिंग में योगदान हालांकि सुपरबीआईटी के प्राथमिक विज्ञान लक्ष्य कमजोर गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग और बड़े पैमाने की संरचना के इर्द-गिर्द केंद्रित हैं, सुपरबीआईटी के विकास ने गुब्बारे से उत्पन्न इंजीनियरिंग के क्षेत्र में उल्लेखनीय योगदान दिया है, जो समताप मंडल की ऊंचाई पर आकाश पृष्ठभूमि के स्तर के निकट-पराबैंगनी से निकट-अवरक्त को मापता है, और उप-कक्षीय संचालन के लिए तकनीकें है। विशेष रूप से, सुपरबीआईटी ने दृष्टिकोण गतिशीलता और नियंत्रण के क्षेत्रों में गुब्बारे-जनित पेलोड के लिए मानक और सामान्य डिजाइन कार्यप्रणाली स्थापित की है; सबऑर्बिटल मैकेनिकल मॉडलिंग और डिजाइन; थर्मल मॉडलिंग और शमन; और गुब्बारे-जनित उपकरणों के लिए इलेक्ट्रोमैकेनिकल तकनीक। समतापमंडलीय ऊँचाई पर ऑप्टिकल संचरण को सुपरबीआईटी विज्ञान संवेदनशीलता को विस्तार से सूचित करने के लिए गहराई से मापा गया था। सामान्य तौर पर, यह जानकारी गुब्बारे से चलने वाले उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के डिजाइन के लिए उपयोगी है। पैराशूट द्वारा डेटा संचार डाउनलिंक सुपरबीआईटी की अपेक्षाकृत उच्च डेटा दर के लिए डेटा आवश्यकताओं का समर्थन करने के लिए, सुपरबीआईटी की 2019 इंजीनियरिंग परीक्षण उड़ान के दौरान भौतिक डाउनलिंकिंग के लिए एक प्रणाली विकसित, शुरू और परीक्षण किया गया था। यह प्रणाली और इसके आसपास की ट्रैकिंग तकनीक समताप मंडल से तैनाती और जमीन पर उच्च सटीकता के लिए पुनर्प्राप्ति में सफल रही, इस प्रकार सुपरबीआईटी की आगामी 2022 विज्ञान उड़ान के दौरान विज्ञान डेटा के अत्यधिक विश्वसनीय "डाउनलिंक" की अनुमति दी गई। इस प्रणाली का उपयोग वर्तमान में समान डेटा आवश्यकताओं के साथ कई समान उच्च ऊंचाई वाले अनुप्रयोगों के लिए किया जा रहा है। खगोल विज्ञान के अलावा, अंतरिक्ष और निकट-अंतरिक्ष वातावरण से उच्च परिशुद्धता दृष्टिकोण गतिशीलता और नियंत्रण और अत्यधिक स्थिर इमेजिंग के लिए अनुप्रयोगों में अनुसंधान और वाणिज्यिक क्षेत्रों दोनों में उच्च रिज़ॉल्यूशन पृथ्वी अवलोकन और उच्च-बैंडविड्थ लेजर-आधारित दूरसंचार प्रणालियाँ शामिल हैं। सुपरबीआईटी की आज तक की सफलता को देखते हुए, सुपरबीआईटी की मुख्य टीम ने स्टारस्पेक टेक्नोलॉजीज का गठन किया है, जो एक उप-कक्षीय और अंतरिक्ष-आधारित प्रौद्योगिकी कंपनी है जिसका उद्देश्य लागत और समग्र विकास समय दोनों में अंतरिक्ष और निकट-अंतरिक्ष वातावरण में प्रवेश की बाधा को कम करना है। सुपरबीआईटी की सफलता के आधार पर, स्टारस्पेक टेक्नोलॉजीज को वर्तमान में कई उच्च परिशुद्धता वाले उपकरणों के लिए अनुबंधित किया गया है, जिसमें नासा की एक्सोप्लैनेट क्लाइमेट इन्फ्रारेड टेलस्कोप परियोजना भी शामिल है, जिसका उद्देश्य समताप मंडल से एक्सोप्लैनेट वायुमंडल को चिह्नित करना है। यह भी देखें पराबैंगनी खगोल विज्ञान बाहरी लिंक टोरंटो विश्वविद्यालय सुपरबीआईटी वेबसाइट प्रिंसटन विश्वविद्यालय सुपरबीआईटी वेबसाइट समाचार लेख गार्जियन न्यूज लेख से गिज़मोडो न्यूज लेख से फोर्ब्स पत्रिका संदर्भ बैलून-जनित दूरबीनों से