Ako sa cenené teleskopy NASA ochabujú, astronómovia sa obávajú straty očí vo vesmíre
Veľké americké observatóriá – vesmírne teleskopy Hubble, Chandra, Compton a Spitzer – nahliadli do neznáma a urobili prelomové objavy o novonarodených hviezdach, temnej hmote a veku samotného vesmíru.
Ale tieto teleskopy, ktorých éra začala v roku 1990, starnú, ak už nie sú mŕtve, a nie je rozpočet ani politická vôľa nahradiť ich. Táto vytriezvujúca realita bola zdôraznená tento mesiac, keď dva, vrátane Hubbleovho vesmírneho teleskopu, postihli technické problémy, ktoré dočasne zastavili ich vedu.
Zmenšujúce sa rozpočty a oneskorené projekty znamenajú, že astronómovia stratia niektoré zo svojich kľúčových očí na oblohe skôr, ako NASA spustí nové teleskopy. Znemožní to nejaký výskum.
Príbeh pokračuje pod inzerátom„Neochota investovať do rozsiahlej vedy nás začala znepokojovať,“ povedal astrofyzik Matt Mountain, prezident Asociácie univerzít pre výskum v astronómii, ktorá prevádzkuje Hubbleov teleskop v mene NASA. „Čelíme veľmi skľučujúcej vyhliadke ako komunita. Niektoré polia jednoducho nebudú mať ďalekohľad. A veda nebude možné robiť iným spôsobom.“
Niektoré z najväčších otázok vedy — Čo je temná energia? Existuje život mimo slnečnej sústavy? — môžu odpovedať iba veľké observatóriá pracujúce v určitých častiach svetelného spektra.
Či investovať do napĺňania týchto otázok „je voľba pre národ,“ povedal Paul Hertz, riaditeľ astrofyzickej divízie v NASA. 'To, aké misie robíme, bude ovplyvnené prioritami komunity, ako aj výberom financovania zo strany politického systému.'
Príbeh pokračuje pod inzerátomSystém uprednostnil program Veľkých observatórií, keď bol koncipovaný v 70-tych a 80-tych rokoch – štyri misie teleskopov na pokrytie celého svetelného spektra vo vesmíre. Začali v rokoch 1990 až 2003 Compton Gamma Ray Observatory za zachytenie najenergetickejších výbuchov vo vesmíre. The Spitzerov vesmírny ďalekohľad na vyhľadávanie infračerveného žiarenia z exoplanét a novonarodených hviezd. The Röntgenové observatórium Chandra mohli skúmať hĺbky čiernych dier a odkryť dôkazy o temnej hmote a temnej energii.
The Hubblov vesmírny teleskop bol korunovačným klenotom programu, ktorého masívna miska na zhromažďovanie svetla v ultrafialových a viditeľných vlnových dĺžkach pomohla určiť vek vesmíru, odhalila čierne diery v centrách galaxií a odfotila najvzdialenejšie objekty, aké kedy videli.
Úchvatné snímky nasnímané Hubblovým vesmírnym teleskopom POZNÁMKA: PRESMEROVANÉ NA NÁHRADU HubbleGallery2020.gallery.xml. Dobrá adresa URL v metadátach
zdieľamzdieľamZobraziť fotografieZobraziť fotografieĎalší obrázokVesmírne teleskopy sú náročné na konštrukciu a ich výroba je nákladná. Ale sú nevyhnutné na to, aby ste mohli jasne nahliadnuť do vesmíru. Dokonca aj v noci zemská atmosféra skresľuje svetlo z vesmíru, takže obrázky sú rozmazané a iné signály - najmä gama lúče - nie sú viditeľné.
Príbeh pokračuje pod inzerátomSpoločné používanie flotily ešte viac zvyšuje výkon týchto ďalekohľadov. Minulý rok pozorovania HST, Chandra, Fermiho (ďalší gama teleskop) a desiatok ďalších umožnili astronómom potvrdiť teórie o základnej fyzike, keď pozorovali zrážku dvoch mŕtvych hviezd.
Možno nie vždy majú túto schopnosť.
Comptonov teleskop sa stratil v roku 2001, keď problém s jeho gyroskopom – ktorý umožňuje teleskopu otáčať sa a na niečo nasmerovať – znamenal, že vesmírna agentúra ho musela úmyselne uzemniť alebo riskovať, že sa kozmická loď nekontrolovane zrúti z oblohy.
Spitzer, ktorý sa pomaly vzďaľuje od Zeme, ukončí svoju misiu začiatkom roku 2020. Táto strata sa očakávala, ale problémy s Hubbleom a Chandrou tento mesiac boli neočakávanou ranou jedna-dva.
Ani jeden z problémov kozmickej lode nie je smrteľný, uviedla NASA. Chandra sa vrátila online len niekoľko dní po tom, čo chyba s jedným z jej gyroskopov prinútila teleskop prepnúť do bezpečného režimu. Očakáva sa, že Hubbleov teleskop, ktorý bol tiež otrasený ťažkosťami s gyroskopom, sa vráti do normálnej prevádzky maximálne do niekoľkých týždňov. NASA očakáva, že oba teleskopy budú fungovať aj v roku 2020.
Príbeh reklamy pokračuje pod inzerátomNapriek tomu krátke otrasy so zabudnutím astronómov natrvalo vystrašili.
„Ľudia si zrazu uvedomili, že Hubbleov teleskop nebude žiť večne,“ povedal Tom Brown , vedúci misie Hubbleovho teleskopu v Space Telescope Science Institute. Chandra má 19 rokov; Hubbleov teleskop má 28.
Brown povedal, že šialení kolegovia astronómovia mu počas posledných dvoch týždňov zvonili „nonstop“. 'Premýšľajú o tom, čo bude ďalej.'
Program astrofyziky NASA za miliardu dolárov ročne v súčasnosti lieta na ôsmich veľkých ďalekohľadoch zameraný na štúdium vesmíru mimo slnečnej sústavy. Z nich sú všetky okrem jednej vo svojich „predĺžených misiách“ – bonusových rokoch, ktoré presahujú čas, na ktorý bola kozmická loď pôvodne navrhnutá.
Príbeh pokračuje pod inzerátomJedinou vlajkovou loďou vesmírneho observatória NASA vo výstavbe je vesmírny teleskop Jamesa Webba, ktorého pozlátená miska je navrhnutá tak, aby zbierala infračervené žiarenie z najstarších objektov vo vesmíre.
NASA zamýšľala, aby sa načasovanie Webbovej misie výrazne prekrývalo s Hubblovou misiou. Ale spustenie monstra v hodnote 10 miliárd dolárov bolo opakovane odložené, pretože vesmírna agentúra rieši problémy s dizajnom a nákladné ľudské chyby. Tento rok NASA oznámila, že Webb odštartuje najskôr v roku 2021, čím sa skrátil čas spoločného pozorovania.
Ďalším veľkým projektom NASA by bol Širokopoľný infračervený prieskumný ďalekohľad, ktorá je tiež zameraná na infračervené vlnové dĺžky a v roku 2010 bola považovaná za najvyššiu astrofyzickú prioritu Národnej akadémie vied. Financovanie observatória sa však objavilo po tom, čo prezident Trump vynechal teleskop zo svojich posledných dvoch rozpočtových požiadaviek.
Príbeh reklamy pokračuje pod inzerátomVyhliadky na výskum v iných častiach svetelného spektra sú prinajlepšom nejasné. Keď HST zlyhá, zdôraznil Brown, v takom rozsahu nebudú žiadne viditeľné ani ultrafialové teleskopy. Rovnako tak NASA nemá pripravené žiadne veľké röntgenové observatóriá, ktoré by nahradili Chandru. Compton bol nasledovaný menším Fermiho teleskopom, ktorý má dva prístroje oproti Comptonovým štyrom. Fermi má už 10 rokov a svoje pôvodné poslanie prekročil o päť rokov.
Astrofyzička gama žiarenia Julie McEnery, vedecká pracovníčka pre Fermi, sa obáva, že aj dočasná medzera v pokrytí ďalekohľadom by mohla mať trvalé následky v jej odbore.
'Musíte mať minimálnu úroveň aktivity v akejkoľvek danej oblasti ďalekohľadu, aby ste si udržali odbornosť v komunite, aby ste mohli pokračovať v budovaní prístrojov,' povedala.
Aby sa zabránilo takýmto medzerám, NASA by musela začať s vývojom nových misií už teraz; väčšina vesmírnych teleskopov si vyžaduje niekoľko desaťročí od počatia po štart.
Vesmírne agentúry iných krajín už na takýchto programoch pracujú. Európska vesmírna agentúra vyvíja Röntgenové observatórium ATHENA na spustenie v 30. rokoch 20. storočia. Čína oznámila v roku 2016 postavil by svoj vlastný optický teleskop so zorným poľom 300-krát väčším ako má Hubbleov teleskop.
Príbeh reklamy pokračuje pod inzerátom'Ich rozpočty sa zvyšujú,' povedal Mountain.
V Spojených štátoch rozpočet NASA nedrží krok s infláciou a časť federálnych výdavkov, ktoré ide agentúre, sa od roku 1980 znížila takmer na polovicu. Agentúra bola podrobne preskúmaná kvôli dramatickým oneskoreniam teleskopu Webb a prekročeniu nákladov. „Ďalekohľad, ktorý zjedol astronómiu,“ dostal trpkú prezývku.
Túto jar NASA oznámila, že „zúži rozsah“ (zníži rozpočet) štyroch návrhov, o ktorých spustenie zvažuje v roku 2030.
„Musíme sa uistiť, že dokážeme dosiahnuť prelomovú vedu a zároveň dodržať realistický, vykonateľný rozsah a rozpočet na ďalšie desaťročie,“ povedal Hertz, riaditeľ divízie astrofyziky. rok.
Ale na „vedu o prepisovaní učebníc“ sú potrebné veľké rozpočty, povedal Mountain. 'Bude ťažké replikovať schopnosti Veľkých observatórií bez vynaloženia ekvivalentného druhu zdrojov.' Hubbleov teleskop kumulatívne náklady bola niekde okolo 10 miliárd dolárov. Ale pozrite sa, čo kúpila: Nositeľ Nobelovej ceny za výskum o zrýchľujúcej sa expanzii vesmíru , okrem iného prelomového diela.
Hertz uznal, že vybudovanie nástupcov všetkých štyroch veľkých observatórií by si vyžadovalo oveľa väčšie investície od federálnej vlády. 'Existujú niektoré vedecké otázky, ktoré si vyžadujú mimoriadne ambiciózne observatóriá a nedajú sa urobiť lacno,' povedal.
Príbeh reklamy pokračuje pod inzerátomDetekcia života mimo našej slnečnej sústavy si vyžaduje ďalekohľad ako Webb. Vysvetlenie temnej energie a toho, prečo sa expanzia vesmíru zrýchľuje, si vyžaduje obrovský a citlivý nástroj, akým je Wide Field Infrared Survey.
Hertz uviedol, že NASA sa snaží maximálne využiť obmedzené zdroje. Počas poslednej servisnej misie na Hubbleov teleskop v roku 2009 astronauti vybavili kozmickú loď viacerými zálohami najdôležitejšieho hardvéru, čím sa jej životnosť predĺžila o desaťročia. Vo veku 19 rokov prekročila Chandra trvanie svojej pôvodnej misie o viac ako desať rokov; Závada gyroskopu z tohto mesiaca bola prvým takýmto problémom, ktorý zažil.
Skromní „malí a strední prieskumníci“ - ktorí stoja menej ako 120 miliónov dolárov a 200 miliónov dolárov, sú neustále vo vývoji. Transiting Exoplanet Survey Satellite, projekt „MidEx“ určený na hľadanie neznámych svetov okolo blízkych hviezd, začal vedeckú činnosť toto leto.
Dokonca aj bez gama-teleskopu na obzore McEnery povedala, že je optimistická.
'Áno, vzďaľujeme sa od zlatého veku, pretože táto skupina veľkých observatórií zanikla,' povedala. „Ale na jeho miesto prichádzajú nové veci. Stojíme na prahu úplne novej éry.'
Oprava: Predchádzajúca verzia tohto článku nesprávne uvádzala, že misia Spitzer sa skončí, keď teleskop v budúcom roku stratí kontakt. V skutočnosti mohol Spitzer pokračovať v prevádzke aj po tomto čase, ale NASA sa rozhodla ukončiť misiu.
Čítaj viac:
Sonda Parker Solar Probe štartuje na misiu zameranú na štúdium slnka a jeho nebezpečenstiev
Zoznámte sa s najnovším lovcom planét NASA
Ďalší veľký vesmírny teleskop NASA uviazol na Zemi po krutých chybách