未来太空望远镜,谁来接棒?NASA提出四大拟议方案

  • 时间:
  • 浏览:0

  来源:科技日报

  针对不同波长和目标的四款拟议的望远镜正在“争宠”,幸运者将于本世纪300年代升空。图片来源:《科学》杂志网站

  据美国《科学》杂志官网近日报道,对美国国家航空航天局(NASA)的天文学家来说,今年可谓悠悠时光图片 不利。其詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的发射日期已被推迟到2021年3月,为何让成本已超过88亿美元;与之“同病相怜”的还有宽视场红外巡天望远镜(WFIRST),该望远镜旨在选者神秘暗能量的本质,或将超支4亿美元。

  然而,这无法阻挡天文学家们追求星辰大海的梦想。美国天体物理学领域的《十年调查》于上月启动,旨在为NASA、美国能源部和国家科学基金会的未来任务选者优先事项,其中关键任务之一是从三个小拟议的望远镜项目中选者另三个小 ,做JWST和WFIRST的“接班人”。

  《科学》杂志的报道称,目前已“浮出水面”的这“四朵金花”各有千秋,无论最后选中哪朵,关键是进行成本控制,不多步JWST和WFIRST的后尘。

  四大方案浮出水面

  这四大拟议的望远镜包括:“大型紫外/光学/红外测量仪”(LUVOIR),这款15米宽的巨型望远镜的集光能力将是哈勃太空望远镜的40倍,旨在追溯到宇宙的第另三个小 星系,并厘清宇宙一些地方有无有生命居于一些亘古谜题。

  “宜居系外行星天文台”(HabEx)也致力于回答顶端的问提图片,但其镜面比较小。HabEx将携带另三个小 足球场大小的遮星板一齐飞行。遮星板可阻挡恒星的眩光,揭示类地系外行星。HabEx将仔细检查系外行星发出的微弱光线,以寻找生命的信号。

  林克斯X射线天文台(LynxXrayObservatory)将派发宇宙第一批黑洞发出的X射线,了解它们如保帮助星系形成和演化。

  “起源太空望远镜”(OriginsSpaceTelescope)上的设备可将望远镜冷却到绝对零度以上4℃,对帮助恒星和行星形成的冷乙炔气 和尘埃发出的本身 红外辐射进行研究。

  无论哪个概念项目最终中选,研究人员都希望其比“前辈”更幸运一些。30001年的《十年调查》选者JWST作为首要任务,不可能 顺利,该望远镜将在任务提出20年后的2021年一飞冲天。WFIRST则是2010年《十年调查》的首选,但它我不多 在2025年刚刚发射。

  有了哪些前车之鉴,NASA希望这次更稳妥一些。该机构不仅早在2015年就选者了这三个小旗舰概念,且已资助团队为每个概念提出粗略设计方案。在2019年6月,哪些团队将分别向NASA提交一份报告,包括另三个小 版本:昂贵且庞大的高预算版和预算最好不超过3000亿美元的“亲民版”。

  争奇斗艳竞争激烈

  《十年调查》的结果将于2020年提交。科学家希望最终能达成一致意见,以齐心协力游说国会拨付资金。但四大旗舰项目本身 之间的竞争也非常激烈。

  LUVOIR的支持者认为,其是另三个小 通用天文台,像哈勃一样“多才多艺”。为何让,望远镜尺寸巨大,这是因为分析它能以最清晰的视野瞥见最遥远、最模糊的物体。太空望远镜科学研究所的杰森·卡里拉说:“它超越了天体物理学。”但批评人士认为,LUVOIR巨大的镜面将是因为其成本高昂,很不可能 步6.5米宽镜面的JWST后尘。

  更亲民HabEx的支持者认为,该望远镜都需要帮助亲们更好地探索系外行星,但遮星板一些技术仍未通过验证。虽然HabEx都需要全部研究周边的几颗行星,但其镜面仅4米宽,这是因为分析更远的世界对它来说遥不可及。HabEx和LUVOIR团队成员克里斯·斯塔克表示,需要一齐推出这两款产品,毕竟“地球周边的恒星有限”。

  “起源太空望远镜”希望研究尘埃和分子如保聚合在一齐,形成第另三个小 星系和黑洞,以及年轻恒星周边的圆盘如保聚集成系外行星。但JWST和居于智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列可捕获一些相同波长的光,这会挤压“起源太空望远镜”的发现空间。

  至于Lynx则是X射线天文台,将研究旋入黑洞或从银河系中心喷射而出的热乙炔气 ,它将让哪些“坐冷板凳”多年的X射线天文学家激动不已。

  身价待估控制成本

  无论哪个任务最终赢得《十年调查》的青睐,资助者一定会有另三个小 问提图片:亲们为何么知道它我不多 是刚刚JWST?美国国家科学、工程和医学院(NASEM)研究主任戴维恩·戴组织了此次《十年调查》。他表示,调查将采用本身 复杂的土法律办法来估算成本,希望“处置价格居于问题带来的冲击”。

  戴说,项目团队一般会通过计算人工、材料和测试来估算成本,“这很好,但它将不可预见的请况排除在外”。为何让,在过去十年中,NASEM时不时向居于加州的埃尔塞贡多航空航天公司支付费用,借助其“成本和技术评估”(CATE)模型来分析《十年调查》不可能 会考虑的提案。

  CATE模型利用可追溯到几十年前的数据库,其蕴蕴含NASA的3000多项任务和700个仪器的成本和性能细节。当提出新任务时,CATE可告知亲们过去这类任务的成本几何。为何让,该模型的最大优势在于其预测能力。

  尽管JWST现在是天文学家们脑海中的“香饽饽”,但亲们也迫切希望“四朵金花”中的获胜者能实现梦想。胜出者将在本世纪300年代发射到“拉格朗日2”(L2)点——太阳和地球之间的重力平衡点,以帮助科学家们解开有关宇宙的谜团。