טלסקופ החלל האבל נמצא בחלל זה 28 שנים, ומפיק כמה מהדימויים היפים והחשובים ביותר מבחינה מדעית של הקוסמוס שצילמה האנושות מעולם. אבל בואו נודה, האבל מזדקן, וכנראה שהוא לא יהיה איתנו יותר מדי זמן.
טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א נמצא בשלבי הבדיקה הסופיים, ו- WFIRST מחכה בכנפיים. תשמחו לדעת שיש עוד טלסקופים חלליים ביצירות, קבוצה של ארבעה מכשירים עוצמתיים בעיצוב כרגע, אשר יהיו חלק מסקר העשור האחרון הבא, ועוזרים לענות על השאלות היסודיות ביותר לגבי הקוסמוס.
אני יודע, אני יודע, טלסקופ החלל ג'יימס ווב עוד לא הגיע לחלל, ועדיין עשויים להיות עיכובים רבים יותר כאשר הוא עובר את סבב הבדיקות הנוכחי שלו. בזמן שאני מקליט את הסרטון הזה, זה נראה כמו מאי 2020, אבל נו באמת, אתה יודע שיהיו עיכובים.
ואז יש את WFIRST, טלסקופ החלל האינפרא אדום הזוויתי הרחב, שעשוי למעשה מטלסקופ בכיתה של האבל הישן שמשרד הסיור הלאומי לא היה צריך יותר. הבית הלבן רוצה לבטל אותו, הקונגרס הציל אותו, ועכשיו נאס"א בונה חלקים ממנו. בהנחה שזה לא יגיע לעיכובים נוספים, אנו בוחנים השקה באמצע שנות העשרים.
עשיתי למעשה פרק על supertelescope, ודיברתי על ג'יימס ווב ו- WFIRST, כך שאם אתה רוצה ללמוד עוד על המצפים האלה, בדוק את זה קודם.
היום אנו הולכים להמשיך לעתיד, להסתכל על הטלסקופים של הדור הבא. אלה שיכולים להיות משוגרים אחרי הטלסקופ שמשוגר לאחר הטלסקופ הבא.
לפני שאעבור למשימות האלה, אני צריך לדבר על סקר Decadal. זהו דוח שנוצר על ידי האקדמיה הלאומית האמריקאית למדעים לקונגרס ולנאס"א. זו בעצם רשימת משאלות של מדענים לנאס"א, המגדירה את השאלות הגדולות ביותר שיש להם בתחום המדע שלהם.
זה מאפשר לקונגרס להקצות תקציבים ולנאס"א לפתח רעיונות למשימה שיעזרו להגשים כמה שיותר מטרות מדעיות אלה.
סקרים אלה נעשים אחת לעשור, ומאגדים ועדות במדעי כדור הארץ, מדעי פלנטה ואסטרופיזיקה. הם מציגים רעיונות, מתווכחים, מצביעים ובסופו של דבר מסכימים על מערך המלצות שיגדירו סדר עדיפויות מדעי בעשור הבא.
אנו נמצאים כרגע בתקופת סקר decadal 2013-2022, כך שבעוד מספר שנים, הסקר הבא אמור להיות מוגדר ולהגדיר את המשימות בין השנים 2023-2032. אני יודע, זה באמת נשמע כמו העתיד הרחוק, אבל הזמן בעצם הולך ואוזן לחבר את הלהקה יחד.
אם אתה מעוניין, אני אשים קישור לסקר Decadal האחרון, זה מסמך מרתק ותקבל תחושה טובה יותר של איחוד משימות.
אנחנו עוד כמה שנים מהמסמך הסופי, אבל הצעות רציניות נמצאות בשלבי תכנון לטלסקופי החלל הדור הבא, והם מדהימים. בואו נדבר עליהם.
HabEx
המשימה הראשונה שנביט בה היא HabEx, או משימת ההדמיה המוחלטת של Exoplanet. מדובר בחללית שתצלם ישירות כוכבי לכת המקיפים כוכבים אחרים. זה יתמקד בכל מיני כוכבי לכת, החל מצדקנים חמים ועד אדמות סופר, אבל היעד העיקרי שלה יהיה לצלם exoplanets דמוי כדור הארץ ולמדוד את האווירה שלהם.
במילים אחרות, HabEx מתכוון לנסות לאתר אותות חיים בכוכבי לכת המקיפים כוכבים אחרים.
כדי לעשות זאת, HabEx צריך לחסום את האור מהכוכב, כך שניתן יהיה לחשוף כוכבי לכת חלשים הרבה יותר בקרבת מקום. יהיו לזה אחת ואולי שתי דרכים לעשות זאת.
הראשון הוא שימוש בפסקת משנה. זו נקודה קטנטנה שיושבת בתוך הטלסקופ עצמו, שמוצב לפני הכוכב וחוסם את אורו. האור שנותר שעובר בטלסקופ מגיע מחפצים קלושים יותר סביב הכוכב וניתן לצלם אותו על ידי חיישן המכשיר.
לטלסקופ יש מראה מעוותת מיוחדת הניתנת לצבוט ולכוונון עד לכוכבי הלכת המתעלפים.
להלן דוגמא לפסקת משנה בשימוש, בטלסקופ הגדול ביותר של מצפה הכוכבים האירופי. הכוכב המרכזי מוסתר, וחושף את דיסק האבק העמום יותר סביבו. הנה תמונה ישירה של גמד חום המקיף כוכב.
וזה אחד הסרטונים הדרמטיים ביותר שלדעתי שראיתי אי פעם, עם 4 עולמות בגודל יופיטר המסתובבים סביב הכוכב HR 8799. זה קצת טריק, החוקרים הנפשו את תנועת כוכבי הלכת בין תצפיות, אבל עדיין, וואו.
השיטה השנייה לחסימת האור תהיה שימוש ב Starshade. מדובר בחללית נפרדת לחלוטין שנראית כמו גלגל סיכה. הוא טס עשרות אלפי קילומטרים מהטלסקופ, וכאשר הוא ממוקם בצורה מושלמת הוא חוסם את האור מהכוכב המרכזי, ובמקביל מאפשר לאור מהפלנטות לדלוף סביב הקצוות.
הטריק עם סטארשייד הוא אותם עלי כותרת, היוצרים קצה רך יותר כך שגלי האור מכוכב הלכת המתעלף פחות כפופים. זה יוצר צל כהה מאוד שאמור לקבל את הסיכוי הטוב ביותר לחשוף כוכבי לכת.
בניגוד לרוב המשימות, Starshades כזה ניתן להשתמש בכל מצפה כוכבים בחלל. אז האבל, ג'יימס ווב או כל מצפה כוכבים אחר יכולים לנצל את הכלי הזה.
תמיד התלוננו על איך נוכל לראות רק חלק מהכוכבים שם בחוץ באמצעות שיטת המעבר או המהירות הרדיאלית בגלל האופן בו הדברים מתיישרים. אבל עם משימה כמו HabEx, ניתן לראות כוכבי לכת בכיוון, בכל תצורה.
בנוסף למשימה ראשונית זו, HabEx ישמש גם למגוון אסטרופיזיקה, כמו התבוננות ביקום הקדום, ולימוד הכימיקלים של הכוכבים הגדולים ביותר לפני ואחרי שהם מתפוצצים כסופרנובות.
לינקס
הבא אחריו, Lynx, שיהיה הדור הבא של טלסקופ הרנטגן של נאס"א. באופן מפתיע, זה לא ראשי תיבות, אלא נקרא רק על שם החיה. בתרבויות שונות חשבו שללקסיות היכולת העל-טבעית לראות את הטבע האמיתי של הדברים.
צילומי רנטגן נמצאים בקצה הגבוה יותר של הספקטרום האלקטרומגנטי והם חסומים על ידי האטמוספרה של כדור הארץ, כך שאתה צריך טלסקופ חלל כדי שתוכל לראות אותם. כרגע, לנאס"א יש את מצפה הרנטגן של צ'נדרה. ESA עובדת על משימת ATHENA שלה, שתושק בשנת 2028.
לינקס תפעל כשותפה לטלסקופ החלל ג'יימס ווב, ותציץ אל קצה היקום הנצפה, ותחשוף את הדורות הראשונים של חורים שחורים סופר-מסיביים ותעזור לתאר את היווצרותם ומיזוגיהם לאורך זמן. הוא יראה קרינה שמגיעה מהגז החם מהאינט הקוסמי המוקדם, כאשר הגלקסיות הראשונות התכנסו זו בזו.
ואז זה ישמש לבחינת סוגים של חפצים שצ'נדרה, XMM ניוטון ומצפה רנטגן אחר מתמקד בהם: פולסרים, התנגשויות גלקסיות, מתמוטטים, סופרנובות, חורים שחורים ועוד. אפילו כוכבים נורמליים יכולים לפלוט התלקחות רנטגן המספרת לנו עליהם יותר.
הרוב המכריע של עניין היקום ממוקם בענני גז חמים כמו מיליון קלווין. אם אתה רוצה לראות את היקום כפי שהוא באמת, אתה רוצה להסתכל עליו בצילומי רנטגן.
טלסקופי רנטגן שונים ממצפי האור הנראים כמו האבל. אתה לא יכול פשוט לקבל מראה שקופצת קרני רנטגן. במקום זאת, אתה משתמש במראות של שכיחות מרעה שיכולות להפנות מעט פוטונים שפוגעים בהם, ומעבירים אותם לגלאי.
עם מראה חיצונית של 3 מטר, החלק המוצא של המשפך, הוא יספק פי רגישות פי 50-100, פי 16 משדה הראיה, ואוסף פוטונים במהירות של פי 800 מהמהירות של צ'נדרה.
אני לא בטוח מה עוד לומר. זה יהיה מצפה רנטגן מפלצת. תאמין לי, אסטרונומים חושבים שזה רעיון טוב מאוד.
מקורי טלסקופ החלל
בשלב הבא טלסקופ החלל המקורי או OST. כמו ג'יימס ווב, וטלסקופ החלל שפיצר, OST הולך להיות טלסקופ אינפרא אדום, שנועד לצפות בכמה מהאובייקטים המגניבים ביקום. אבל זה הולך להיות גדול עוד יותר. בעוד שג'יימס ווב כולל מראה ראשית בגובה 6.5 מטרים, מראה OST תהיה 9.1 מטרים לרוחב.
דמיין טלסקופ גדול כמעט כמו הטלסקופים הקרקעיים הגדולים ביותר בכדור הארץ, אך בחלל. בחלל.
זה לא יהיה פשוט גדול, יהיה קר.
נאס"א הצליחה לקרר את שפיצר לחמישה קלווין בלבד - זה 5 מעלות מעל אפס מוחלט, ופשוט קצת יותר חם מטמפרטורת הרקע של היקום. הם מתכננים להוריד את המקורות ל -4 קלווין. זה לא נשמע כמו הרבה, אבל זה אתגר הנדסי עצום.
במקום פשוט לקרר את החללית עם הליום נוזלי כמו שעשו עם שפיצר, הם יצטרכו להוציא את החום בשלבים, עם מחזירי אור, רדיאטורים ולבסוף קירור לבדיקה סביב מכשירים עצמם.
באמצעות טלסקופ אינפרא אדום ענק וקר, אוריגינס ידחוף מעבר לתפיסתו של ג'יימס ווב על היווצרות הגלקסיות הראשונות. זה נראה לעידן בו הכוכבים הראשונים התהוו, תקופה שאסטרונומים מכנים את ימי הביניים האפלים.
זה יראה היווצרות של מערכות פלנטאריות, דיסקי אבק ותצפית ישירות באטמוספרות של כוכבי לכת אחרים המחפשים חתימות ביולוגיות, עדות לחיים שם בחוץ.
שלוש משימות מרגשות, שידחפו את הידע שלנו על היקום קדימה. אבל חסכתי את הטלסקופ הגדול והשאפתני ביותר לבסוף
LUVOIR
LUVOIR, או מודד ה- UV / Optical / IR הגדול. ג'יימס ווב הולך להיות טלסקופ רב עוצמה, אבל זה מכשיר אינפרא אדום שנועד להסתכל על עצמים קרירים יותר ביקום, כמו גלקסיות מוזזות באדום בתחילת הזמן, או מערכות פלנטאריות חדשות שנוצרו. טלסקופ החלל המקורי יהיה גרסה טובה יותר של ג'יימס ווב.
LUVOIR יהיה ממשיך דרכו של טלסקופ החלל האבל. זה יהיה מכשיר ענק המסוגל לראות באור אינפרא אדום, גלוי ואולטרה סגול.
ישנם שני עיצובים ביצירות. כזה שנמצא 8 מטרים לרוחב ויכול לשגר על רכב מעלית כבד כמו פלקון כבד. ועיצוב נוסף שישתמש במערכת שיגור החלל המודדת 15 מטר רוחב. זה גדול ב -50% מהטלסקופ הגדול ביותר מבוסס כדור הארץ. זכרו, האבל הוא רק 2.6 מטר.
יהיה זה שדה ראייה רחב וסוויטה של פילטרים וכלים בהם אסטרונומים יכולים להשתמש כדי להתבונן בכל מבוקשם. זה יהיה מצויד בקורונוגרף כמו שדיברנו עליו קודם, כדי לצפות ישירות בכוכבי לכת ולהטשטש את הכוכבים שלהם, ספקטרוגרף כדי להבין אילו כימיקלים קיימים באטמוספירות של exoplanet ועוד.
LUVOIR יהיה מכשיר לשימוש כללי, בו אסטרונומים ישמשו כדי לגלות תגליות בשדות האסטרופיזיקה ומדע הפלנטה. אך חלק מהיכולות שלה יכללו: התבוננות ישירה באקס-פלנטות וחיפוש אחר ביו-חתימות, סיווג של כל הסוגים השונים של exoplanets שם, החל צדקנים חמים ועד כדור הארץ סופר.
היא תוכל לצפות באובייקטים במערכת השמש טוב יותר מכל דבר אחר - אם אין לנו חללית שם, LUVOIR תהיה נוף די טוב. לדוגמה, הנה תצוגה של אנצ'דלוס מהאבל, לעומת הנוף של LUVOIR.
הוא יוכל להשקיף על מקום אחר ביקום, לראות מבנים קטנים בהרבה מהאבל. זה יראה את הגלקסיות הראשונות, הכוכבים הראשונים, ויסייע במדידת ריכוזי החומר האפל ברחבי היקום.
אסטרונומים עדיין לא מבינים לגמרי מה קורה כשכוכבים אוספים מספיק מסה כדי להצית. LUVOIR יבחן באזורים היוצרים כוכבים, יציץ דרך הגז והאבק ויראה את הרגעים המוקדמים ביותר של היווצרות הכוכבים, כמו גם את כוכבי הלכת המקיפים אותם.
האם התרגשתי אותך לחלוטין ומוחלטת מהעתיד של האסטרונומיה? טוב. אבל הנה החדשות הרעות. אין כמעט סיכוי למציאות שתתאים לפנטזיה הזו.
מוקדם יותר החודש הודיעה נאס"א כי מתכנני המשימה העובדים על טלסקופי חלל אלה יצטרכו להגביל את התקציבים שלהם בין שלושה לחמישה מיליארד דולר. עד כה, למתכננים לא היו הנחיות, הם נועדו רק לעצב מכשירים שיכולים לעשות את המדע.
המהנדסים עבדו על תכניות משימה שיכולות לחצות בקלות 5 מיליארד דולר עבור HabEx, Lynx ו- OST, ושקלו סכום של 20 מיליארד דולר גדולים יותר עבור LUVOIR.
למרות שהקונגרס דוחף תקציבים גדולים באופן מפתיע עבור נאס"א, סוכנות החלל רוצה שהמתכננים שלה יהיו שמרניים. וכשאתה שוקל איך הפך התקציב והג'יימס ווב המנוח, זה לא לגמרי מפתיע.
ג'יימס ווב אמור היה במקור לעלות בין מיליארד דולר לשלושה וחצי מיליארד דולר ולהשיק בין 2007 ל 2011. עכשיו נראה כמו 2020 לקראת ההשקה, העלויות נשברו מעבר לתקציב שהגיש הקונגרס 8.8 מיליארד דולר, וברור שיש עדיין הרבה עבודה שתעשה.
בבדיקת טלטול שנערכה לאחרונה מצאו המהנדסים מכונות כביסה וברגים שהתנערו מהטלסקופ. זה לא כמו מדף של איקאה עם שאריות חלקים. החלקים האלה חשובים.
למרות שנחסך מאבן החיתוך, הטלסקופ WFIRST מוערך בכ -3.9 מיליארד דולר, לעומת התקציב המקורי שלו בסך 2 מיליארד דולר.
אחד, שניים ואולי אפילו כל הטלסקופים האלה ייבנו בסופו של דבר. זה מה שהמדענים חושבים שהכי חשוב לגלות את התגליות הבאות באסטרונומיה, אך התכוננו לקרבות תקציב, חריגות עלויות ומתיחות זמן. אנו נדע טוב יותר כאשר כל המחקרים יתכנסו בשנת 2019.
דרוש איזשהו נס הנדסי כדי שכל ארבעת הטלסקופים יתכנסו, בזמן ובמועד התקציב, לפיצוץ לחלל ביחד בשנת 2035. אני אעדכן אתכם.
