4 kosmiczne obserwatoria przyszłości - czy któryś z nich dostanie szansę realizacji??

[Paether]

 

Publikacja Astro2020 Decadal Survey zbliża się wielkimi krokami, a cztery koncepcje walczą o miano kolejnej flagowej misji NASA. Od poszukiwań egzoplanet podobnych do Ziemi, do tajemnic wszechświata ukrytych w promieniach rentgenowskich.

W ciągu najbliższych kilku tygodni grupa wpływowych astronomów z różnych dyscyplin opublikuje wytyczne, które określą priorytety astronomii na następną dekadę. Wybrana przez Narodową Akademię Nauk grupa, rozważa cztery flagowe koncepcje teleskopów kosmicznych – z których każda może zmienić oblicze astronomii, a także 10 mniejszych sond kosmicznych. Astronomowie przedstawią wizję przyszłości w raporcie na kolejną dekadę, który ma zostać ogłoszony do końca września 2021.

 

Takie “plany dziesięcioletnie” nadawały ton “kosmicznej” astronomii obserwacyjnej przez ostatnie 50 lat. Do tej pory każda misja kosmiczna, która otrzymała najwyższy priorytet w danym dziesięcioleciu, w końcu trafiła na platformę startową. Lista ta obejmuje Kosmiczny Teleskop Hubble’a, który otrzymał priorytet w raporcie z 1972 roku i został wystrzelony 18 lat później, Obserwatorium Rentgenowskie Chandra, które otrzymało pierwszeństwo w 1982 roku i zostało uruchomione w 1999 roku, czy Kosmiczny Teleskop Spitzera, który otrzymał pierwszeństwo w 1991 roku i został wystrzelony w 2003 roku. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) jest następny w kolejce, dostając pierwszeństwo w 2000 roku, a kolejnym może być Nancy Grace Roman Telescope (wcześniej znany jako Wide Field Infrared Survey Telescope lub WFIRST), który otrzymał pierwsze miejsce w 2010 roku.

 

W 2016 roku NASA zaczęła finansować szczegółowe badania  dla czterech koncepcji „wielkich misji kosmicznych”: HabEx, LUVOIR, Lynx i Origins Space Telescope. 

 

• HABEX: HUBBLE 2.0

W dużym skrócie można pomyśleć o HabEx jako o Kosmicznym Teleskopie Hubble’a nowej generacji. Z 4-metrowym zwierciadłem głównym – prawie dwukrotnie większym od Hubble’a – HabEx wykryje światło w bliskiej podczerwieni, widzialne i ultrafioletowe.  Wyposażony w koronograf i składany 52-metrowy “klosz”, oddalony o około 76.000 kilometrów od samego teleskopu, HabEx byłby przygotowany do bezpośredniego obrazowania mniejszych egzoplanet.

Element który sprawi, że to wszystko stanie się możliwe, stanowi również najtrudniejszą część misji. Okulter (określany również jako „kosmiczna stokrotka” lub “słonecznik”) będzie czymś zupełnie nowatorskim, chociaż koncepcja ta była badana od lat 90. XX wieku. Powodem, dla którego jest on konieczny, jest fakt, że chociaż koronograf wewnątrz teleskopu będzie w stanie blokować większość światła gwiazdy macierzystej, część tego światła rozproszy się z powrotem w polu widzenia.

 

• LUVOIR: OGROMNY, BARDZIEJ UNIWERSALNY I W OGÓLE WYPAS

Jeśli HabEx jest Hubblem nowej generacji, to Large UV/Optical/IR Surveyor (LUVOIR) można porównać do Hubble’a lub JWST ugryzionego przez radioaktywnego pająka. Supermocą LUVOIR jest jego podzielone na segmenty 15-metrowe lustro, które może przywodzić na myśl skojarzenie z lustrem JWST. Zespół odpowiedzialny za projekt analizuje również alternatywną konfigurację z mniejszym, ale wciąż ogromnym, 8-metrowym lustrem.

Głównym celem LUVOIR jest bezpośrednie obrazowanie egzo-ziem. W przeciwieństwie do HabEx, dla telelskopu LUVOIR nie przewidziano okulatera. Jednak jego duże lustro, ogromna dokładność na poziomie pikometrów dla optyki teleskopu i koronograf nowej generacji powinny z nawiązką nadrobić brak okultera.

Oczywiście egzoplanety nie będą jedynym celem dla LUVOIR. Teleskop osiągnie 33-34 mag, pozwalając na obserwację słabszych obiektów niż te, które kiedykolwiek można będzie zobaczyć z Ziemi ze względu na poświatę niebieską ogranicząjącą zasięg teleskopom naziemnym do około 30mag. Przekroczy oczywiście również limit 31 mag Hubble’a.

 

• LYNX: RENTGEN NOWEJ GENERACJI

Kolejna koncepcja misji przenosi nas poza światło widzialne i okoliczne zakresy fal, aż do promieniowania rentgenowskiego, które pochodzi z najgorętszych i najbardziej energetycznych procesów we Wszechświecie, tym samym rzucając światło na pochłaniające materię czarne dziury, eksplodujące gwiazdy i gorący gaz między galaktykami.  Z uwagi na to, że ziemska atmosfera całkowicie je blokuje, aż do “ery kosmicznej” nie wiedzieliśmy nawet, że kosmiczne źródła promieniowania X w ogóle istnieją.

Teleskop Lynx (z łaciny – Ryś), nazwany na cześć dużego kota, który w wielu minionych kulturach uważany był za stworzenie dostrzegające prawdziwą naturę rzeczy, miałby spowodować ogromny jakościowy przeskok w stosunku do istniejących teleskopów rentgenowskich (Chandra i XMM-Newton). Lynx z łatwością je przewyższy, zawierając w sobie najbardziej niezwykłe lustro rentgenowskie, jakie kiedykolwiek stworzono, piękny "żyrandol" z 37.000 segmentów z wysoce wypolerowanego krzemu.

 

• ORIGINS SPACE TELESCOPE: SKĄD SIĘ WZIELIŚMY?

Kosmiczny Teleskop Origins prześledzi historię naszych początków od momentu, gdy pył i ciężkie pierwiastki na stałe zmieniły kosmiczny krajobraz, aż do współczesnego życia. W jaki sposób galaktyki ewoluowały od najwcześniejszych układów galaktycznych do tych obserwowanych we współczesnym Wszechświecie? Jak powstają planety nadające się do zamieszkania? Jak powszechne są światy mogące gościć życie?

Aby odpowiedzieć na te intrygujące pytania, Origins będzie operował na długościach fal średniej i dalekiej podczerwieni (IR) i oferował potężne instrumenty spektroskopowe oraz czułość o trzy rzędy wielkości lepszą niż w Obserwatorium Kosmicznym Herschela, największym do tej pory teleskopie umieszczonym w przestrzeni kosmicznej. Podstawowy projekt obejmuje teleskop o średnicy 5,9 m chłodzony kriogenicznie do zaledwie 4,5K (4,5 stopnia powyżej zera absolutnego).

 

Temat opisałem znacznie szerzej (i wrzuciłem trochę ładnych obrazków) na blogu  - https://astrofan.pl/4-kosmiczne-obserwatoria-przyszlosci/. Jeśli powyższe info będzie dla kogoś niewystarczające do zagłosowania w ankiecie, zapraszam tam  

 

[WielkiAtraktor]

Dobry temat, właśnie czytałem niedawno artykuły nt. HabEx i LUVOIR. Drobna uwaga do tego, co napisałeś o mikropędnikach:

Cytat

 Aby uchronić statek kosmiczny przed koziołkowaniem w kosmosie, niezbędne będą niewielkie silniki zamiast polegać na działających jak żyroskop kołach reakcyjnych, które zawiodły w przypadku Hubble’a i Keplera.

Wybrano je nie dlatego, że akurat koła zamachowe psuły się w Hubble'u i Keplerze, ale dlatego, że ich niepożądany wpływ na strukturę teleskopów jest znacznie mniejszy („echem niosące się” zniekształcenia, drgania itd.), i można dokładniej i delikatniej dawkować te „szturchnięcia”. Ma to sens, w końcu pędniki są rozmieszczone gdzieś na końcach struktury, a koło byłoby w środku i siłą rzeczy przy rozkręcaniu napierałoby mocno na statek tylko w miejscu zamocowania ośki.

 

Ciekawiło mnie, po jakie licho LUVOIR ma taką wielką osłonę ― jak szersza, to lepiej chłodzi, czy jak?.. Otóż chodzi po prostu o możliwość celowania bliżej Słońca (to 15-metrowe lustro w końcu ciut wystaje).

[licho52]

Mnie interesują głównie fajne fotki więc jak dla mnie LUVOIR.

[Paether]

@WielkiAtraktor dzięki za uwagę

 

4 minuty temu, licho52 napisał:

Mnie interesują głównie fajne fotki więc jak dla mnie LUVOIR.

 

Jak widać, nie jesteś odosobniony  Wielkość ma znacznie  

[dobrychemik]

Szukanie egzoplanet typu ziemskiego miałoby poważny sens, gdyby było czymś więcej niż tylko stwierdzeniem, że takie planety istnieją i dają kilka pikseli na fotce. Nawet wykrycie na nich biosygnatur będzie zawsze tylko przesłanką, a nie dowodem na istnienie na nich życia. W sumie nic to nie wniesie do rozwoju nauki.

Z kolei zupełnie inne, udoskonalone obserwatorium rentgenowskie ma szansę ekspolować zupełnie nowe obszary fizyki, te leżące blisko styku teorii względności i mechaniki kwantowej. Tu możemy liczyć na bardziej fundamentalne odkrycia i dlatego tą opcję bym wybrał.

Edytowane 28 Sierpnia 2021 przez dobrychemik

[Paether]

Ciekawe jest to, że chyba najbardziej efektowny projekt cieszy się tutaj najmniejszą popularnością