A Hubble űrteleszkóp 28 éve van az űrben, és a kozmosz legszebb és tudományos szempontból legfontosabb képeit készítette, amelyeket az emberiség valaha készített. De nézzünk szembe a tényekkel: Hubble öregszik, és valószínűleg nem lesz velünk sokkal hosszabb ideig.
A NASA James Webb Űrtávcsője a tesztelés végső szakaszában van, és a WFIRST a szárnyakban vár. Örülni fog tudni, hogy még több űrteleszkóp található a munkákban, egy négy hatalmas műszerkészlet, amely a következő évtizedes felmérés részét képezi, és segít megválaszolni a kozmoszmal kapcsolatos legalapvetőbb kérdéseket.
Tudom, tudom, hogy a James Webb Űrtávcső még csak nem érte el az űrbe, és a későbbi vizsgálati kör során még mindig lehet késések. A videó felvételekor úgy néz ki, mint 2020 május, de gyerünk, tudod, hogy késések lesznek.
És akkor ott van a WFIRST, a széles látószögű infravörös távcső, amely valójában egy régi Hubble osztályú távcsőből készült, amelyre a Nemzeti Felderítő Irodanak már nem volt szüksége. A Fehér Ház vissza akarja vonni azt, a kongresszus megmentette, és most a NASA építi fel részeit. Feltételezve, hogy ez nem jelent több késést, a 2020-as évek közepén indítunk.
Valójában egy epizódot készítettem a szuperszemoszkópokról, és beszéltünk James Webbről és a WFIRST-ről, tehát, ha többet szeretne tudni ezekről a obszervatóriumokról, először nézd meg.
Ma tovább megyünk a jövőbe, hogy megnézzük a következő generációs távcsöveket. Azokat, amelyeket el lehet indítani a távcső után, amely elindul a következő távcső után.
Mielőtt elmélyülnék ezekben a missziókban, beszélnem kell a Decadal Survey-ról. Ez egy jelentés, amelyet az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémia készített a kongresszus és a NASA számára. Ez alapvetően egy tudósok kívánságlistája a NASA-nak, meghatározva a tudományuk területén felmerülő legnagyobb kérdéseket.
Ez lehetővé teszi a Kongresszus számára, hogy költségvetést rendeljen hozzá, és a NASA olyan missziós ötleteket dolgozzon ki, amelyek elősegítik a tudományos célok minél több megvalósítását.
Ezeket a felméréseket évtizedenként egyszer készítik, összefogva a Földtudomány, a Bolygótudomány és az asztrofizika bizottságait. Ötleteket fogalmaznak meg, érvelnek, szavaznak, és végül megállapodnak egy olyan ajánlásban, amelyek meghatározzák a tudomány prioritásait a következő évtizedben.
Jelenleg a 2013-2022-es évtized felmérési időszakában vagyunk, tehát néhány év múlva esedékes a következő felmérés, és meghatározzuk a 2023-2032 közötti küldetéseket. Tudom, hogy ez valóban úgy hangzik, mint a távoli jövő, de valójában lejár az idő, hogy a zenekar újra összeálljon.
Ha érdekli, elhelyezem egy linket a legutóbbi évtizedes felméréshez, ez egy lenyűgöző dokumentum, és jobban megismerheti a küldetések összefogását.
Még néhány évvel távol vagyunk a végleges dokumentumtól, de komoly javaslatok vannak a következő generációs űrteleszkópok tervezési szakaszában, és fantasztikusak. Beszéljünk róluk.
HabEx
Az első küldetés, amelyet megvizsgálunk, a HabEx, vagy a Habitable Exoplanet Imaging Mission. Ez egy űrhajó, amely közvetlenül fényképezi a többi csillagot keringő bolygót. Mindenféle bolygót céloz meg, kezdve a forró Jupiterektől a szuper Földig, de elsődleges célja a Föld-szerű exoplanetatok fényképezése és a légkörük mérése.
Más szavakkal, a HabEx megpróbálja felismerni az élet jeleit más csillagokat keringő bolygókon.
Annak érdekében, hogy ez megtörténjen, a HabEx-nek el kell blokkolnia a csillag fényét, hogy sok közeli halványabb bolygó felfedhető legyen. Ennek egy és talán két módja is van.
Az első egy koronagráf használata. Ez egy apró pont, amely magában foglalja a távcső belsejét, amely a csillag elé helyezkedik el és blokkolja a fényét. A távcsövön áthaladó fennmaradó fény a csillag körüli halványabb tárgyakból származik, és a műszer érzékelője képezi azokat.
A távcső egy speciálisan deformálható tükörrel rendelkezik, amelyet úgy lehet beállítani és hangolni, hogy a halványabb bolygók megjelenjenek.
Íme egy példa egy használt koronagráfra az Európai Déli Megfigyelő Intézet Nagyon Nagy Teleszkópján. A központi csillag el van rejtve, felfedve a körülöttük lévő tompító porkorongot. Itt található egy csillag körüli keringő barna törpe közvetlen képe.
És ez az egyik legdrámaibb videó, amelyet valaha láttam, amikor 4 Jupiter méretű világ kering a HR 8799 csillag körül. Ez egy kis trükk. A kutatók a megfigyelések között animálták a bolygók mozgását, de mégis, wow.
A fény blokkolásának második módja a Starshade használata. Ez egy teljesen különálló űrhajó, amely úgy néz ki, mint egy görgő. Több tízezer kilométerre repül a távcsőtől, és tökéletesen elhelyezett helyzetében blokkolja a fényt a középső csillagból, miközben lehetővé teszi a bolygók fényének szivárgását az élek körül.
A Starshade-nal a trükk azok a szirmok, amelyek lágyabb széleket hoznak létre, így a lágyabb bolygóról származó fényhullámok kevésbé vannak hajlítva. Ez egy nagyon sötét árnyékot hoz létre, amelynek a lehető legnagyobb eséllyel kell bolygót felfednie.
A legtöbb küldetéssel ellentétben a Starshades, mint ez, az űrben lévő bármely obszervatóriummal használható. Tehát Hubble, James Webb vagy bármely más obszervatórium kihasználhatja ezt a hangszert.
Mindig panaszkodtunk amiatt, hogy a dolgok felépítése miatt csak az ott található bolygók töredékét láthatjuk átmeneti vagy sugársebesség-módszerrel. De egy olyan küldetés mellett, mint a HabEx, a bolygók bármilyen konfigurációban irányba láthatók.
Ezen elsődleges küldetésen kívül a HabEx-et különféle asztrofizikához is felhasználják, például a korai világegyetem megfigyelésére és a legnagyobb csillagok vegyi anyagának tanulmányozására, mielőtt és után szupernóvákként robbannának fel.
Hiúz
Következő lépésként a Lynx lesz, amely a NASA következő generációs röntgen-távcsője lesz. Meglepő módon nem rövidítés, hanem csak az állat neve. Különböző kultúrákban azt gondoltak, hogy a Lynxeknek természetfeletti képessége van a dolgok valódi természetének megismerésére.
A röntgen az elektromágneses spektrum felső végén helyezkedik el, és a Föld légköre blokkolja őket, ezért látniuk kell egy űrteleszkópot. Jelenleg a NASA rendelkezik a Chandra röntgenmegfigyelő központjával, az ESA pedig az ATHENA misszióján dolgozik, 2020-ban elindulva.
Lynx a James Webb Űrtávcső társa lesz, a megfigyelhető világegyetem szélére nézve, feltárva a szupermasszív fekete lyukak első generációit, és segítve ábrázolni kialakulásukat és egyesüléseiket az idő múlásával. Sugárzást fog látni a korai kozmikus hálóból származó forró gázból, mivel az első galaxisok összejöttek.
Ezután megvizsgálják a Chandra, az XMM Newton és más röntgen-megfigyelő intézetek által fókuszált objektumok fajtáit: pulzátorok, galaxis ütközések, collapsars, supernova, fekete lyukak és még sok más. Még a normál csillagok is röntgensugárzásokat bocsáthatnak ki, amelyek róluk többet mondanak.
Az Univerzum anyagának túlnyomó része olyan gázfelhőkben található, mint egy millió Kelvin. Ha azt szeretné látni, hogy az Univerzum valójában van, akkor röntgen sugarakkal kell megnéznie.
A röntgen-távcsövek különböznek a látható fényű obszervatóriumoktól, mint például a Hubble. Nem csak lehet egy tükör, amely visszatükrözi a röntgenfelvételeket. Ehelyett legelő-visszapillantó tükröket használ, amelyek kissé átirányíthatják az őket eltaláló fotonokat, és detektorra vezetik.
Egy 3 méteres külső tükörrel, amely a tölcsér kiinduló része, 50-100-szor nagyobb érzékenységet biztosít, a látómező 16-szorosával, és fotonokat gyűjt Chandra 800-szoros sebességével.
Nem tudom, mit mondjak még. Ez egy szörnyeteg röntgenfigyelő központ. Bízz bennem, a csillagászok szerint ez egy nagyon jó ötlet.
Eredeti Űrtávcső
Ezután az Origins Space Telescope vagy OST. James Webbhez és a Spitzer űrteleszkóphoz hasonlóan az OST infravörös távcső lesz, amelyet az univerzum legmenőbb tárgyainak megfigyelésére terveztek. De még nagyobb lesz. Míg James Webb elsődleges tükörének 6,5 méter keresztmetszete van, addig az OST tükör 9,1 méter.
Képzeljünk el egy olyan távcsövet, amely majdnem olyan nagy, mint a Föld legnagyobb földi távcsöveje, de az űrben. Űrben.
Nem lesz csak nagy, hideg lesz.
A NASA csak 5 Kelvinre tudta lehűteni Spitzer-et - azaz 5 fokkal meghaladja az abszolút nulla értéket, és csak kicsit melegebb, mint az univerzum hátsó hőmérséklete. Azt tervezik, hogy az eredet 4 Kelvinre csökken. Nem nagyon hangzik, ám hatalmas mérnöki kihívás.
Ahelyett, hogy az űrhajót csak folyékony héliummal hűtnék, mint ahogy azt a Spitzernél tették, akkor fokozatosan ki kell venni a hőt reflektorokkal, radiátorokkal és végül kriohűtővel maguk a műszerek körül.
Egy hatalmas, hideg infravörös távcsővel az Origins túlmutat James Webb nézetén az első galaxisok kialakulásáról. Arra a korszakra tekintünk, amikor az első csillagok kialakulnak, egy időre, amelyet a csillagászok a Sötét Koroknak neveznek.
Látni fogja a bolygórendszerek kialakulását, a porlemezeket, és közvetlenül megfigyelheti más bolygók légkörét, amelyek bioszkripciókat keresnek, az ottani élet bizonyítékait.
Három izgalmas küldetés, amelyek tovább tolják az Univerzummal kapcsolatos ismereteinket. De megmentettem a legnagyobb, leg ambiciózusabb távcsövet
LUVOIR
LUVOIR, vagy a nagy UV / optikai / IR mérő. James Webb hatalmas távcső lesz, de ez egy infravörös eszköz, amelyet az univerzum hűvösebb tárgyainak nézésére terveztek, mint például a vörös irányban eltolt galaxisok az idő elején vagy az újonnan kialakuló bolygórendszerek. Az Origins Space Telescope James Webb jobb változata lesz.
A LUVOIR lesz a Hubble Űrtávcső valódi utódja. Ez egy hatalmas műszer, amely képes infravörös, látható fényben és ultraibolya sugárzásban történő látásra.
Két alkotás található a műben. Amely 8 méter átmérőjű és el tud indulni egy nehéz emelő járművön, például a Falcon Heavy. És egy másik formatervezés, amely a 15 méter átmérőjű Űrindító rendszert használja. Ez 50% -kal nagyobb, mint a legnagyobb földi távcső. Ne feledje, hogy a Hubble csak 2,6 méter.
Széles látómezővel, valamint szűrőkkel és műszerekkel rendelkezik, amelyeket a csillagászok bármilyen megfigyeléshez használhatnak. Felszerelésre kerül egy koronográf, mint amiről korábban beszéltünk, a bolygók közvetlen megfigyelésére és a csillagok elhomályosítására, egy spektrográffal, hogy kitaláljuk, milyen vegyületek vannak jelen az exoplanet légkörében, és még sok más.
A LUVOIR általános célú eszköz lesz, amelyet a csillagászok felfedezésekhez használnak az asztrofizika és a bolygótudomány területén. Néhány képessége azonban magában foglalja: az exoplanetek közvetlen megfigyelését és a bioszférák keresését, az ottani különféle exoplanetek osztályozását, a forró Jupiterektől a szuper Földig.
Jobban képes megfigyelni a Naprendszerben lévő tárgyakat, mint bármi más - ha nincs ott űrhajója, akkor a LUVOIR nagyon jó kilátás lesz. Például itt van egy Enceladus látképe a Hubble-ból, összehasonlítva a LUVOIR nézetével.
Ez képes lesz az egész világegyetemre nézni, sokkal kisebb szerkezeteket látni, mint a Hubble. Látni fogja az első galaxisokat, az első csillagokat, és segít megmérni a sötét anyag koncentrációját az Univerzumban.
A csillagászok még mindig nem értik meg teljesen, mi történik, amikor a csillagok elegendő tömeget gyűjtenek ahhoz, hogy meggyulladjanak. A LUVOIR megvizsgálja a csillagképző régiókat, átvizsgálja a gázt és a port, és látja a csillagképződés legkorábbi pillanatát, valamint az őket keringő bolygót.
Teljesen és teljesen izgatott vagyok a csillagászat jövőjéről? Jó. De itt jönnek a rossz hír. Szinte nincs esély arra, hogy a valóság megfelel ennek a fantáziának.
A hónap elején a NASA bejelentette, hogy az ezekben az űrtávcsövekben dolgozó missziótervezőknek költségvetését 3–5 milliárd dollárra kell korlátozniuk. Mindeddig a tervezőknek nem voltak útmutatásaik, csupán eszközöket kellett kidolgozniuk, amelyek a tudományt megtehették.
A mérnökök olyan küldetési terveken dolgoztak, amelyek könnyen meghaladhatják az 5 milliárd dollárt a HabEx, a Lynx és az OST számára, és sokkal nagyobb 20 milliárd dollárt fontolgattak a LUVOIR számára.
Noha a Kongresszus meglepően nagy költségvetést kért a NASA számára, az űrügynökség azt akarja, hogy tervezői konzervatívak legyenek. És ha figyelembe vesszük, hogy James Webb miként vált át a költségvetésből és a késésből, ez nem teljesen meglepő.
James Webb eredetileg egy és három pont közötti öt milliárd dollárba kerültek, és az indítás 2007 és 2011 között zajlik. Most úgy tűnik, hogy a 2020-os indításhoz a költségek áttörődtek egy kongresszus által előírt, 8,8 milliárd dolláros költségvetéssel, és nyilvánvaló, hogy még mindig sok az elvégzendő munka.
Egy nemrégiben végzett rázási teszt során a mérnökök alátéteket és csavarokat találtak, amelyek kiugrottak a távcsőből. Ez nem olyan, mint egy megmaradt alkatrészekkel ellátott IKEA polc. Ezek a darabok fontosak.
Annak ellenére, hogy megmentették a daraboló blokkból, a WFIRST teleszkóp becslések szerint 3,9 milliárd dollár, az eredeti 2 milliárd dolláros költségvetéshez képest.
Ezeknek a távcsöveknek egy, kettő, esetleg akár mindegyike épül fel. A tudósok szerint ez a legfontosabb a csillagászat következő felfedezéseinek elvégzéséhez, de készülj fel költségvetési csatákra, költségtúllépésekre és nyújtó ütemtervekre. Jobban tudjuk, ha 2019-ben összes tanulmány összejön.
Valamilyen műszaki csodát igényelne, ha mind a négy távcső időben és a költségvetés szerint összejönne, hogy 2035-ben együtt robbanjanak az űrbe. Folytatni fogom.
