211service.com
Czy jesteśmy sami? 30-letni cel NASA, aby odpowiedzieć na największe pytanie astrofizyki
W ciągu ostatnich 30 lat nastąpiła rewolucja w astronomii i naszym rozumieniu Wszechświata. Dzieje się tak w dużej mierze dzięki stosunkowo niewielkiej liczbie orbitujących obserwatoriów, które zmieniły sposób, w jaki postrzegamy nasz kosmos.
Te obserwatoria dostarczyły obserwacji z każdej części widma elektromagnetycznego, od Obserwatorium Compton Gamma Ray NASA na końcu bardzo wysokich energii do HALCA, japońskiego 8-metrowego radioteleskopu na końcu niskich energii. Następnie w widzialnej części widma znajduje się Kosmiczny Teleskop Hubble'a, prawdopodobnie największy teleskop w historii.
Można śmiało powiedzieć, że te obserwatoria wywarły ogromny wpływ nie tylko na naukę, ale także na historię ludzkości.
Ciekawe pytanie brzmi: co dalej? Dziś dowiadujemy się, przynajmniej jeśli chodzi o NASA, o opublikowaniu mapy drogowej organizacji dla astrofizyki na najbliższe 30 lat. Przyszłe misje kosmiczne zidentyfikowane w tym dokumencie będą miały głęboki wpływ na przyszłość astronomii, ale także na ogólny rozwój technologii obrazowania.
Więc co NASA chowa w rękawie? Na początek mówi, że jej celem w astrofizyce jest odpowiedź na trzy pytania: Czy jesteśmy sami? Jak się tu znaleźliśmy? A jak działa nasz wszechświat?
Zacznijmy więc od pierwszego pytania. Być może najważniejszym odkryciem astronomii w ostatnich latach jest to, że Droga Mleczna jest zaśmiecona planetami, z których wiele musi mieć odpowiednie warunki do życia. Nic więc dziwnego, że NASA ma na celu przede wszystkim zrozumienie zasięgu istniejących planet i rodzajów systemów planetarnych, które tworzą.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, następca Hubble'a, który ma zostać wystrzelony w 2018 roku, będzie badał atmosfery egzoplanet wraz z sondą Large UV Optical IR (LUVOIR), która ma zostać wystrzelona w latach dwudziestych. Razem te teleskopy mogą dawać wyniki równie spektakularne, jak teleskop Hubble'a.
Aby uzupełnić misję Kepler, która odkryła wiele ciepłych planet krążących wokół wszelkiego rodzaju gwiazd, NASA planuje również misję WFIRST-AFTA, która będzie poszukiwać zimnych, swobodnie pływających planet za pomocą soczewkowania grawitacyjnego. Obecnie planowana jest premiera w połowie lat dwudziestych.
Poza tym NASA ma nadzieję zbudować misję ExoEarth Mapper, która połączy obserwacje z kilku dużych optycznych teleskopów kosmicznych, aby stworzyć pierwsze rozdzielcze obrazy innych Ziem. Po raz pierwszy zidentyfikujemy kontynenty i oceany — i być może ślady życia — na odległych światach — czytamy w raporcie.
Aby odpowiedzieć na drugie pytanie — jak się tu dostaliśmy? — NASA ma nadzieję prześledzić pochodzenie pierwszych gwiazd, gromad gwiazd i galaktyk, ponownie przy użyciu JWST, LUVOIR i WFIRST-AXA. Misje te będą również bezpośrednio śledzić historię galaktyk i gazu międzygalaktycznego w czasie kosmicznym, spoglądając prawie 14 miliardów lat w przeszłość.
Aby zrozumieć, jak działa wszechświat, NASA ma nadzieję obserwować najbardziej ekstremalne zdarzenia we wszechświecie, zaglądając do wnętrza gwiazd neutronowych, obserwując zderzenia czarnych dziur, a nawet obserwując pierwsze nanosekundy czasu. Częściowo będzie to obejmować zupełnie nowy sposób obserwacji wszechświata za pomocą fal grawitacyjnych (o ile dzisiejsze detektory fal grawitacyjnych na Ziemi w końcu dostrzegą coś interesującego).
Wyzwania technologiczne w tym wszystkim będą ogromne. NASA potrzebuje wszystkiego, od większej, lżejszej optyki i urządzeń do obrazowania o ekstremalnie wysokim kontraście po inteligentne materiały i mikrosilniki o niespotykanej dotąd dokładności pozycjonowania.
Jedna rzecz, o której NASA nie wspomina, to pieniądze i zarządzanie – dwie najbardziej drażliwe kwestie w biznesie kosmicznym. Istnieje prawdopodobieństwo, że NASA nie będzie musiała się zbytnio wysilać, aby zdobyć fundusze potrzebne do przeprowadzenia tych misji. Znacznie bardziej prawdopodobne jest, że każda utrata snu będzie wynikiem złego zarządzania i nadzoru, które rzuciły na kolana wiele misji o wartości wielu miliardów dolarów.
I chociaż NASA ma nadzieję, że nowa generacja zaawansowanych technologii stworzy lepsze obserwatoria kosmiczne, dziwnie milczy na temat rodzaju technologii, które będą potrzebne do lepszego zarządzania tymi misjami.
NASA może publicznie argumentować, że rozwijanie lepszych technologii i technik zarządzania nie jest częścią jej podstawowej misji. Ale prywatnie musi ciężko myśleć o tym, jak zmniejszyć problemy, takie jak przekroczenie kosztów i czasu, które nękają JWST.
Jedynym sposobem, aby to zmienić, będzie uczynienie z lepszego zarządzania misją głównego celu.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1401.3741 : Trwałe zadania – odważne wizje (Astrofizyka NASA w następnych trzech dekadach)