Telescopul spațial Hubble este în spațiu timp de 28 de ani, producând unele dintre cele mai frumoase și mai importante imagini științifice ale cosmosului pe care umanitatea le-a luat vreodată. Dar să-l înțelegem, Hubble îmbătrânește și probabil că nu va mai fi cu noi prea mult timp.
Telescopul spațial James Webb al NASA se află în ultimele etape ale testării, iar WFIRST așteaptă în aripi. Vă veți bucura să știți că există și mai multe telescoape spațiale în lucrări, un set de patru instrumente puternice în proiectare, care vor face parte din următorul sondaj Decadal și care vor ajuta să răspundă la cele mai fundamentale întrebări despre cosmos.
Știu, știu, telescopul spațial James Webb nu a ajuns nici măcar în spațiu și ar putea fi totuși mai multe întârzieri pe parcursul rundei actuale de teste. În momentul în care înregistrez acest videoclip, arată ca mai 2020, dar haideți, știți că vor fi întârzieri.
Și apoi există WFIRST, telescopul spațial cu infraroșu cu unghi larg, care este realizat de fapt dintr-un vechi telescop din clasa Hubble de care Oficiul Național de Recunoaștere nu mai avea nevoie. Casa Albă vrea să o anuleze, Congresul a salvat-o, iar acum NASA construiește părți din ea. Presupunând că nu are mai multe întârzieri, ne uităm la o lansare la jumătatea anilor 2020.
Am făcut de fapt un episod despre supertelescopi și am vorbit despre James Webb și WFIRST, așa că dacă doriți să aflați mai multe despre aceste observatorii, verificați mai întâi.
Astăzi vom merge mai departe în viitor, pentru a privi următoarea generație de telescoape. Cele care ar putea fi lansate după telescopul care este lansat după telescopul care urmează.
Înainte de a săpa în aceste misiuni, trebuie să vorbesc despre Sondajul Decadal. Acesta este un raport creat de Academia Națională de Științe a SUA pentru Congres și NASA. Este esențial o listă de dorințe de la oamenii de știință la NASA, definind cele mai mari întrebări pe care le au în domeniul științei lor.
Acest lucru permite Congresului să aloce bugete și NASA pentru a dezvolta idei de misiune care vor ajuta la îndeplinirea a cât mai multe dintre aceste obiective științifice.
Aceste sondaje se fac o dată în fiecare deceniu, reunind comisii în știința Pământului, științe planetare și astrofizică. Ei susțin idei, argumentează, votează și, în cele din urmă, sunt de acord cu un set de recomandări care vor defini prioritățile științifice în următorul deceniu.
Suntem în prezent în perioada Studiului Decadal 2013-2022, așa că în doar câțiva ani, următorul sondaj va fi scăzut și va defini misiunile din 2023-2032. Știu, asta sună cu adevărat ca viitorul îndepărtat, dar timpul se termină pentru a reveni trupa.
Dacă sunteți interesat, voi pune un link către ultimul sondaj Decadal, este un document fascinant și veți înțelege mai bine modul în care misiunile se reunesc.
Ne aflăm încă la câțiva ani față de documentul final, dar propunerile serioase sunt în etapele de planificare pentru telescoapele spațiale de generație următoare și sunt minunate. Să vorbim despre ele.
HabEx
Prima misiune pe care o vom analiza este HabEx sau Misiunea Imagistică Habitată Exoplanet. Aceasta este o navă spațială care va fotografia direct planetele orbitând alte stele. Va viza tot felul de planete, de la Jupiteri fierbinți până la super Pământuri, dar ținta sa principală va fi fotografierea exoplanetelor asemănătoare Pământului și măsurarea atmosferelor lor.
Cu alte cuvinte, HabEx va încerca să detecteze semnale de viață pe planetele care orbitează alte stele.
Pentru a face acest lucru, HabEx trebuie să blocheze lumina stelei, astfel încât să se poată dezvălui multe planete slabe din apropiere. Va avea una și poate două moduri de a face acest lucru.
Prima este folosirea unui coronagraf. Acesta este un punct minuscul care se află în interiorul telescopului în sine, care este poziționat în fața stelei și îi blochează lumina. Lumina rămasă care trece prin telescop provine de la obiecte slabe din jurul stelei și poate fi imaginată de senzorul instrumentului.
Telescopul are o oglindă deformabilă specială, care poate fi reglată și reglată până când vor apărea planetele slabe.
Iată un exemplu de coronagraf în uz, pe Telescopul foarte mare al Observatorului Sud European. Steaua centrală este ascunsă, dezvăluind discul de praf mai slab din jurul său. Iată o imagine directă a unui pitic brun care orbitează pe o stea.
Și acesta este unul dintre cele mai dramatice videoclipuri pe care le-am văzut vreodată, cu 4 lumi de dimensiuni Jupiter orbitând în jurul stelei HR 8799. Este un truc, cercetătorii au animat mișcarea planetelor între observații, dar încă, uau.
A doua metodă de blocare a luminii va fi folosirea unui Starshade. Aceasta este o navă spațială complet separată, care arată ca o roată. Zboară la zeci de mii de kilometri distanță de telescop și, atunci când este poziționată perfect, blochează lumina de la steaua centrală, lăsând în același timp lumină de pe planete în jurul marginilor.
Trucul cu un Starshade sunt acele petale, care creează o margine mai moale, astfel încât undele de lumină de pe planeta slabă sunt mai puțin îndoite. Acest lucru creează o umbră foarte întunecată care ar trebui să aibă cea mai bună șansă la dezvăluirea planetelor.
Spre deosebire de majoritatea misiunilor, Starshades ca acestea pot fi folosite cu orice observator în spațiu. Deci, Hubble, James Webb sau orice alt observator ar putea profita de acest instrument.
Ne-am plâns întotdeauna cu privire la modul în care putem vedea doar o fracțiune din planete acolo folosind metoda de tranzit sau viteza radială din cauza modului în care lucrurile se aliniază. Cu o misiune precum HabEx, planetele pot fi văzute în direcție, în orice configurație.
Pe lângă această misiune primară, HabEx va fi folosit și pentru o varietate de astrofizici, cum ar fi observarea Universului timpuriu și studierea substanțelor chimice ale celor mai mari stele înainte și după ce explodează ca supernove.
râs
În continuare, Lynx, care va fi următorul telescop de raze X al NASA. În mod surprinzător, nu este un acronim, ci doar numele animalului. În diverse culturi, se gândea că Lynxes are capacitatea supranaturală de a vedea adevărata natură a lucrurilor.
Razele X sunt la capătul superior al spectrului electromagnetic și sunt blocate de atmosfera Pământului, așa că aveți nevoie de un telescop spațial pentru a le putea vedea. Momentan, NASA are Observatorul de raze X Chandra, iar ESA lucrează la misiunea ATHENA, care urmează să fie lansată în 2028.
Lynx va acționa ca partener la Telescopul spațial James Webb, aruncând o privire spre marginea Universului observabil, dezvăluind primele generații de găuri negre supermasive și contribuind la formarea și fuziunea lor în timp. Vor vedea radiații provenite din gazul fierbinte de pe primele rețele cosmice, în timp ce primele galaxii se reuneau.
Și atunci va fi folosit pentru a examina tipurile de obiecte pe care Chandra, XMM Newton și alte observatorii cu raze X se concentrează pe: pulsars, coliziuni de galaxie, colaps, supernovee, găuri negre și multe altele. Chiar și stelele normale pot emite raze X care ne spun mai multe despre ele.
Marea majoritate a materiei Universului este localizată în nori de gaz la fel de mulți ca un milion de Kelvin. Dacă doriți să vedeți Universul așa cum este cu adevărat, doriți să îl priviți în razele X.
Telescoapele cu raze X sunt diferite de observatoarele de lumină vizibilă precum Hubble. Nu poți doar să ai o oglindă care să renunțe la radiografii. În schimb, utilizați oglinzi cu incidență de pășunat, care pot redirecționa ușor fotonii care îi lovesc, înclinându-i până la un detector.
Cu o oglindă exterioară de 3 metri, partea de pornire a pâlniei, va oferi 50-100 de ori sensibilitatea cu 16 ori câmpul vizual, adunând fotoni de 800 de ori mai mare decât Chandra.
Nu sunt sigur ce să mai spun. Va fi un observator de raze X monstru. Crede-mă, astronomii cred că aceasta este o idee foarte bună.
Telescopul spațial Origins
În continuare, telescopul spațial Origins sau OST. Ca și James Webb și Telescopul spațial Spitzer, OST va fi un telescop în infraroșu, conceput să observe unele dintre cele mai cool obiecte din Univers. Dar va fi și mai mare. În timp ce James Webb are o oglindă primară de 6,5 metri, oglinda OST va avea 9,1 metri.
Imaginați-vă un telescop aproape la fel de mare ca cele mai mari telescoape la sol, dar în spațiu. In spatiu.
Nu va fi doar mare, va fi frig.
NASA a reușit să răcească Spitzer la doar 5 Kelvin - care este cu 5 grade peste zero absolut și doar cu un pic mai cald decât temperatura de fundal a Universului. Ei intenționează să reducă Origins până la 4 Kelvin. Nu sună mult, dar este o provocare inginerească.
În loc să răcească nava spațială cu heliu lichid, așa cum au făcut-o cu Spitzer, va trebui să scoată căldura în etape, cu reflectoare, calorifere și, în final, un criocooler în jurul instrumentelor.
Cu un telescop uriaș, cu infraroșu rece, Origins va împinge dincolo de viziunea lui James Webb despre formarea primelor galaxii. Vom privi epoca în care s-au format primele stele, o perioadă în care astronomii numesc Evul Întunecat.
Va vedea formarea sistemelor planetare, a discurilor de praf și va observa direct atmosfera altor planete în căutarea biosemnaturilor, dovezi ale vieții acolo.
Trei misiuni interesante, care ne vor impulsiona cunoștințele despre Univers înainte. Dar am păstrat pentru ultimul cel mai mare și cel mai ambițios telescop
LUVOIR
LUVOIR, sau mare UV / Optical / IR Surveyor. James Webb va fi un telescop puternic, dar este un instrument cu infraroșu, conceput pentru a privi obiecte mai răcoroase din Univers, cum ar fi galaxiile cu schimbare roșie la începutul timpului sau sisteme planetare nou formate. Telescopul spațial Origins va fi o versiune mai bună a lui James Webb.
LUVOIR va fi adevăratul succesor al telescopului spațial Hubble. Va fi un instrument uriaș capabil să vadă în infraroșu, în lumina vizibilă și în ultraviolete.
În lucrări există două modele. Unul care are 8 metri și ar putea să se lanseze pe un vehicul cu lifturi grele precum Falcon Heavy. Și un alt design care ar folosi Sistemul de lansare a spațiului care măsoară 15 metri de-a lungul. Cu 50% mai mare decât cel mai mare telescop de pe Pământ. Nu uitați, Hubble are doar 2,6 metri.
Va avea un câmp vizual larg și o suită de filtre și instrumente pe care astronomii le pot folosi pentru a observa tot ce își doresc. Va fi echipat cu un coronograf cum am vorbit mai devreme, pentru a observa direct planetele și a le întuneca stelele, un spectrograf pentru a descoperi ce substanțe chimice sunt prezente în atmosfera exoplanetă și multe altele.
LUVOIR va fi un instrument cu scop general, pe care astronomii îl vor folosi pentru a face descoperiri de-a lungul domeniilor astrofizicii și științei planetare. Însă unele dintre capacitățile sale vor include: observarea directă a exoplanetelor și căutarea biosignaturilor, clasificarea tuturor tipurilor de exoplanete de acolo, de la Jupiteri fierbinți la super Pământuri.
Va putea observa obiecte din Sistemul Solar mai bine decât orice altceva - dacă nu avem o navă spațială acolo, LUVOIR va fi o vedere destul de bună. De exemplu, iată o vedere a lui Enceladus de la Hubble, comparativ cu cea din LUVOIR.
Va putea privi oriunde în Univers, pentru a vedea structuri mult mai mici decât Hubble. Vom vedea primele galaxii, primele stele și vor ajuta la măsurarea concentrațiilor de materie întunecată din Univers.
Astronomii încă nu înțeleg pe deplin ce se întâmplă atunci când stelele adună suficientă masă pentru a se aprinde. LUVOIR va analiza regiunile de formare a stelelor, va privi prin gaz și praf și va vedea cele mai timpurii momente de formare a stelelor, precum și planetele care le orbitează.
Te-am entuziasmat total și complet de viitorul astronomiei? Bun. Dar aici vine vestea proastă. Nu există aproape nicio șansă ca realitatea să se potrivească cu această fantezie.
La începutul acestei luni, NASA a anunțat că planificatorii de misiune care lucrează la aceste telescoape spațiale vor trebui să își limiteze bugetele la între trei și cinci miliarde de dolari. Până acum, planificatorii nu aveau nicio orientare, ci doar să proiecteze instrumente care să poată duce la bun sfârșit știința.
Inginerii lucrau la planurile de misiune care ar putea ușor să depășească 5 miliarde de dolari pentru HabEx, Lynx și OST și aveau în vedere un LUVOIR cu 20 de miliarde de dolari mult mai mare.
Chiar dacă Congresul a făcut eforturi pentru bugete surprinzător de mari pentru NASA, agenția spațială dorește ca planificatorii să fie conservatori. Și atunci când aveți în vedere cât a devenit bugetul și întârzierea James Webb, nu este deloc surprinzător.
Se presupunea că inițial James Webb ar fi costat între unu și trei puncte cinci miliarde de dolari și lansarea între 2007 și 2011. Acum se pare că pentru 2020 pentru o lansare, costurile s-au depășit de un buget mandatat de 8,8 miliarde de dolari de la Congres și este clar că există încă multe a muncii de făcut.
Într-un test recent de agitare, inginerii au găsit șaibe și șuruburi care au scuturat de pe telescop. Acesta nu este ca un raft IKEA cu piese rămase. Aceste piese sunt importante.
Chiar dacă a fost salvat din blocul de tocat, telescopul WFIRST este estimat la 3,9 miliarde de dolari, față de bugetul inițial de 2 miliarde de dolari.
Unul, două sau poate chiar toate aceste telescoape se vor construi în cele din urmă. Acest lucru este de părere că oamenii de știință sunt cei mai importanți pentru a face următoarele descoperiri în astronomie, dar pregătiți-vă pentru luptele bugetare, depășirea costurilor și întinderea calendarului. Vom cunoaște mai bine când toate studiile se reunesc în 2019.
Ar fi nevoie de un fel de minune în domeniul ingineriei pentru ca toate cele patru telescoape să fie reunite, la timp și la buget, pentru a exploda în spațiu împreună în 2035. Vă voi ține la curent.
