Para encontrar la “próxima tierra”, la NASA planea gastar 11 mil millones de dólares estadounidenses para construir el telescopio Hubble 2.0.
Entre los más de 8.000 objetos voladores artificiales que flotan sobre nosotros, el telescopio Hubble es probablemente el más legendario y conocido.
La idea del telescopio Hubble se remonta a 1946. El astrónomo Lyman Spitzer propuso que un observatorio construido en el espacio puede observar más rayos infrarrojos y ultravioleta absorbidos por la atmósfera, y el límite de observación es más alto.
Después de casi medio siglo de diseño y fabricación, el Telescopio Hubble finalmente fue puesto en órbita a 600 kilómetros del suelo por el Transbordador Espacial Discovery el 24 de abril de 1990, y ha estado en funcionamiento desde entonces.
▲ "Los pilares de la creación", una de las fotos más famosas tomadas por el telescopio Hubble
En los últimos 31 años, se han elaborado más de 17.000 artículos basados en la información basada en las observaciones del Hubble. Desde la energía oscura hasta los planetas exteriores y los agujeros negros, el Hubble ha ayudado a los astrónomos a descubrir los secretos del universo uno tras otro, actuando como los ojos. de los seres humanos.
Desde su servicio, el telescopio Hubble ha sido sometido a 5 mantenimientos manuales y hay innumerables fallas de software grandes y pequeñas.
En junio de este año, el telescopio Hubble se suspendió debido a una falla del sistema y se cambió al sistema de respaldo; el 26 de octubre, el telescopio Hubble entró en modo seguro debido a problemas de comunicación interna.
¿Cuánto tiempo puede durar este "Eye in Space", que originalmente estaba previsto que funcionara hasta 2013? Los astrónomos aún no pueden dar una respuesta definitiva, pero lo cierto es que el anciano Hubble está a punto de descansar.
Para ver un universo más amplio, los científicos creen que es necesario encontrar un "sucesor" del Hubble lo antes posible.
¿Dónde está la próxima "tierra"?
¿Hay alguna otra vida en el universo? ¿Dónde está el próximo planeta adecuado para la habitación humana? Estas preguntas que leí en "Cien mil por qué" cuando era niño, la comunidad científica aún no ha encontrado la respuesta.
La buena noticia es que es probable que estos problemas sean el foco del trabajo de astronomía de la NASA en los próximos 10 años.
La Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Ciencias Médicas publicó un informe de encuesta titulado "Estudio de la Década 2020 de Astronomía y Astrofísica" (Astro2020) la semana pasada, que mencionó tres temas de investigación principales que la astronomía estadounidense priorizará en los próximos 10 años: buscando posibles exoplanetas habitables, comprendiendo los misterios de los agujeros negros y las estrellas de neutrones, y estudiando la formación y evolución de las galaxias.
Con el equipo de observación existente, no es fácil lograr estos objetivos. Por ejemplo, cuando se buscan exoplanetas potencialmente habitables, debido a que las estrellas cercanas suelen ser decenas de miles de millones de veces más brillantes que los planetas, los planetas débiles se oscurecen fácilmente con su luz. La observación.
Por lo tanto, para lograr un objetivo de investigación tan grande, la primera tarea de los astrónomos es "actualizar el equipo". Este también es uno de los planes clave de Astro2020: construir un nuevo telescopio gigante que supere al telescopio Hubble.
El plan menciona que la NASA financiará y construirá un nuevo telescopio que es mucho más grande que el telescopio Hubble y está equipado con detectores ultravioleta, visible e infrarrojo al mismo tiempo. Se estima que costará 11 mil millones de dólares estadounidenses. Idealmente, será invertido a principios de la década de 1940. uso.
El nuevo telescopio estará equipado con coronógrafos y otros equipos, de modo que al observar exoplanetas, pueda reducir efectivamente la interferencia de luz de las estrellas cercanas para una mayor observación.
En una entrevista con Axios, el científico jefe John O'Meara del Observatorio Keck presentó brevemente este gran programa de exploración planetaria.
En los próximos 10 años, los científicos deben buscar 100 o más estrellas similares al sol y descartar planetas potencialmente habitables en función de las órbitas de los planetas que los rodean.
A continuación, los astrónomos realizaron análisis espectrales en los 25 planetas más probables para estudiar su composición atmosférica y si había signos de vida.
El nuevo tipo de telescopio jugará un papel importante en este momento: a través de la luz reflejada por el exoplaneta, los científicos pueden calcular la composición química de su atmósfera. Si hay componentes como oxígeno, metano y agua en la atmósfera, es probable que este planeta pueda generar vida.
"Cuando veamos los primeros signos de vida en el universo además de los humanos, y veamos los rastros de vida en el mundo distante, la posición de los humanos en el universo cambiará fundamentalmente", enfatizó John O'Meara en una entrevista.
Por otro lado, también agregó que si los humanos observan 25, 50 o incluso 100 exoplanetas sin ningún descubrimiento, esto también cambiará fundamentalmente la visión del universo.
Dado que esta tarea de observación requiere el análisis colaborativo de múltiples espectros, incluidos ultravioleta, visible e infrarrojo, es muy necesario construir un nuevo telescopio grande. Sin embargo, a juzgar por varias experiencias pasadas, existe una alta probabilidad de que este nuevo programa de exploración espacial no sea fácil.
Construir el segundo "Hubble" no es fácil
▲ Telescopio de rayos gamma Compton
Entre 1990 y 2003, la NASA desarrolló y lanzó con éxito 4 grandes telescopios espaciales, a saber, el Telescopio Espacial Hubble, el Telescopio de Rayos Gamma Compton (que se estrelló en 2000), el Telescopio de Rayos X Chandra y el Telescopio Espacial Estratégico Spey, que también es conocido como el programa de observatorios orbitales a gran escala.
▲ Telescopio de rayos X Chandra
El proyecto del observatorio orbital a gran escala ha llevado la investigación astronómica a una era. Debido a que los rayos infrarrojos, los rayos X y los rayos gamma tienen dificultades para penetrar en la atmósfera de la Tierra, las observaciones solo se pueden realizar a través de telescopios espaciales ubicados en el espacio, y cada telescopio está dedicado a su propio campo Hizo una contribución importante.
En 1996, la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA) comenzaron a cooperar en el desarrollo de la próxima generación de telescopios espaciales, que lleva el nombre del segundo director de la NASA, James Webb, con un presupuesto de 500 millones de dólares estadounidenses. Está previsto para 2007 Poner en funcionamiento.
Sin embargo, la dificultad de construir el Telescopio Espacial James Webb (JWST) superó con creces las expectativas de la NASA. Debido a los muchos retrasos de ingeniería del proyecto y los sobrecostos, JWST se sometió a un rediseño importante en 2005 y el tiempo de lanzamiento se retrasó. Hasta 2021, JWST es finalmente posible de lanzar.
El JWST, originalmente programado para ser lanzado el 31 de octubre de 2021, se pospuso hasta el 18 de diciembre de 2021 debido a problemas con el vehículo de lanzamiento Ariane 5. Si no hay accidente, un mes después, este importante de 24 años El proyecto marcará el comienzo un avance histórico.
JWST es a menudo considerado por el mundo exterior como el sucesor del Hubble, pero el trabajo de los dos en realidad no es exactamente el mismo. La principal tarea de JWST es observar los rayos infrarrojos residuales de la teoría del Big Bang, es decir, observar el estado del universo primitivo, por lo que su forma y entorno de trabajo son muy diferentes a los del Telescopio Hubble.
La primera es la altitud. En comparación con los 600 km de altura orbital del telescopio Hubble, el JWST está mucho más lejos, 374.000 km cuando está más cerca de la tierra (cerca del punto del arco) y 1.500 millones de km cuando está más lejos (punto del arco lejano). .
Esto se debe a que la lente de JWST debe mantenerse por debajo de 50K (−220 ° C). Para mantener la temperatura baja, JWST ha diseñado 5 capas de capuchas que pueden soportar aproximadamente 300 ° C para bloquear la luz reflejada por el sol y la tierra.
Desde el punto de vista de la apariencia, JWST está casi compuesto por esta enorme lente y parasol. Su espejo principal tiene un diámetro de 8 metros, y el área del espejo es más de 5 veces la del telescopio Hubble, mientras que el área del La sombrilla equivale a una cancha de tenis.
Es un gran problema permitir que una estructura tan enorme se libere y despliegue con precisión y seguridad en el espacio. El ingeniero de la NASA Mike Menzel mencionó en la conferencia de prensa que el despliegue del escudo solar JWST será la tarea de despliegue más complicada, con más de 300 posibles fallos.
Según las estadísticas, JWST estima que costará hasta 9,66 mil millones de dólares estadounidenses, superando con creces el presupuesto planificado. A muchos astrónomos les preocupa que debido a la larga demora del JWST y al grave exceso de presupuesto, la construcción de nuevos telescopios pueda resultar difícil de obtener apoyo financiero.
Pero desde otro punto de vista, el JWST con problemas también dejó mucha experiencia de desarrollo valiosa.
En el informe Astro2020, se resumen muchas lecciones de desarrollo del JWST y se proponen cuatro conceptos de misión más detallados El plan de desarrollo del nuevo telescopio es más completo que el del JWST original.
Si el plan sale bien, la comprensión de la humanidad del universo marcará el comienzo de otro salto. ¿Existe vida extraterrestre en el universo? Es probable que la respuesta a esta pregunta se revele dentro de este siglo.
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