ハッブル宇宙望遠鏡は28年間宇宙にあり、人類がこれまでに撮った宇宙の最も美しく科学的に重要な画像のいくつかを生み出しています。しかし、それに直面してみましょう。ハッブルは古くなっており、おそらくあまり長くはありません。
NASAのJames Webb宇宙望遠鏡はテストの最終段階にあり、WFIRSTが翼の中で待っています。作品にはさらに多くの宇宙望遠鏡があり、現在設計されている4つの強力な機器のセットが次の10年間の調査の一部となり、宇宙に関する最も基本的な質問への回答に役立ちます。
ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡はまだ宇宙に到達しておらず、現在の一連のテストを実施するにあたり、さらに遅延が発生する可能性があります。私がこのビデオを録画しているとき、それは2020年5月のように見えますが、来ると、遅れが生じることがわかります。
そして、WFIRSTがあります。これは、国立偵察局がこれ以上必要としなかった古いハッブル級望遠鏡で実際に作られた広角赤外線宇宙望遠鏡です。ホワイトハウスはそれを取り消すことを望んでおり、議会はそれを保存しました、そして現在NASAはそれの一部を構築しています。それ以上の遅延が発生しないと想定して、2020年代半ばのローンチを検討しています。
私は実際にスーパーテレスコープについてのエピソードを行い、James WebbとWFIRSTについて話しました。したがって、これらの天文台について詳しく知りたい場合は、まずそれを確認してください。
今日は、次世代の望遠鏡を見るために、さらに先へ進んでいきます。次に来る望遠鏡の後に打ち上げられる望遠鏡の後に打ち上げられるかもしれないもの。
これらのミッションを掘り下げる前に、10年調査についてお話しする必要があります。これは、米国議会およびNASAのための全米科学アカデミーによって作成されたレポートです。これは本質的に、科学者からNASAへの希望リストであり、科学分野で彼らが持つ最大の質問を定義しています。
これにより、議会は予算を割り当て、NASAはこれらの科学目標のできるだけ多くを達成するのに役立つミッションのアイデアを開発することができます。
これらの調査は10年に1回行われ、地球科学、惑星科学、宇宙物理学の委員会が集まります。彼らはアイデアを提案し、議論し、投票し、最終的には次の10年間の科学の優先順位を定義する一連の推奨事項に同意します。
現在、2013年から2022年の10年間の調査期間であるため、数年後には次の調査が予定され、2023年から2032年までのミッションが定義されます。本当に遠い未来のように聞こえますが、実際にバンドを元に戻すには時間がなくなっています。
興味があれば、前回の10年間の調査へのリンクを掲載します。これは魅力的なドキュメントであり、ミッションがどのように結ばれるかをよりよく理解できます。
最終的なドキュメントからまだ数年は経過していますが、次世代の宇宙望遠鏡の計画段階にあり、真剣な提案がなされています。それらについて話しましょう。
HabEx
最初に取り上げるミッションは、HabEx、つまりハビタブルエクソプラネットイメージングミッションです。これは、他の星を周回する惑星を直接撮影する宇宙船です。高温の木星から超地球まで、あらゆる種類の惑星をターゲットにしますが、主なターゲットは、地球のような太陽系外惑星を撮影し、それらの大気を測定することです。
言い換えれば、HabExは他の星を周回する惑星の生命のシグナルを検出しようとします。
これを行うには、HabExが星からの光を遮断する必要があります。これにより、近くのより暗い惑星を明らかにすることができます。これには1つ、場合によっては2つの方法があります。
最初はコロナグラフを使用しています。これは望遠鏡自体の内側にある小さな点で、星の前に配置されて光を遮ります。望遠鏡を通過する残りの光は、星の周りの暗い物体から来ており、計器のセンサーで撮像できます。
望遠鏡には、より暗い惑星が見えるようになるまで微調整および調整できる特別な変形可能なミラーがあります。
これは、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡で使用されているコロナグラフの例です。中心の星は隠されており、その周りにあるより暗いダストディスクが見えています。これは、星を周回する茶色の小人の直接の画像です。
そして、これは私が今まで見た中で最も劇的なビデオの1つであり、4つの木星サイズの世界が星HR 8799の周りを周回しています。これはちょっとしたトリックで、研究者は観測の合間に惑星の動きをアニメーション化しましたが、まだ、すごい。
光をブロックする2番目の方法は、スターシェードを使用することです。これは、風車のように見える完全に独立した宇宙船です。望遠鏡から数万キロ離れたところを飛行し、完全に配置されると、中心の星からの光を遮断し、惑星からの光が端の周りに漏れるようにします。
スターシェードのトリックは、花びらです。花びらが柔らかくなり、暗い惑星からの光の波が曲がりにくくなります。これは非常に暗い影を作成し、惑星を明らかにする可能性が最も高くなります。
ほとんどのミッションとは異なり、このようなスターシェードは宇宙のどの天文台でも使用できます。したがって、ハッブル、ジェームズウェッブ、またはその他の天文台は、この装置を利用できます。
私たちは常に、物事がどのように並んでいるのか、トランジットまたは半径方向の速度法を使用して、惑星のほんの一部しか見えないことに不満を抱いています。しかし、HabExのようなミッションでは、惑星はどのような構成でも方向を見ることができます。
この主要なミッションに加えて、HabExは、初期宇宙の観測や、最大の星が超新星として爆発する前後の化学物質の研究など、さまざまな天体物理学にも使用されます。
リンクス
次に、NASAの次世代X線望遠鏡となるLynx。驚いたことに、それは頭字語ではなく、単に動物にちなんで名付けられました。さまざまな文化において、リンクスは物事の本質を見る超自然的な能力を持っていると考えられていました。
X線は電磁スペクトルの上限にあり、地球の大気によって遮られるため、X線を見るには宇宙望遠鏡が必要です。現在、NASAにはチャンドラX線天文台があり、ESAは2028年の打ち上げ予定のATHENAミッションに取り組んでいます。
Lynxは、ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡のパートナーとして機能し、観測可能な宇宙の端をじっくり観察し、超大質量ブラックホールの第1世代を明らかにし、時間の経過に伴う彼らの形成と合併を図表化するのに役立ちます。最初の銀河が集まり始めたときに、初期の宇宙ウェブからの高温ガスから放射が放射されるのがわかります。
そして、チャンドラ、XMMニュートン、その他のX線観測所が焦点を当てているオブジェクトの種類を調べるために使用されます。パルサー、銀河の衝突、崩壊、超新星、ブラックホールなど。通常の星でさえ、X線フレアを放出して、それらについて詳しく教えてくれます。
宇宙の問題の大部分は、100万ケルビンと同じくらい熱いガスの雲の中にあります。宇宙を本当の姿で見たいのなら、X線で見たいです。
X線望遠鏡は、ハッブルのような可視光観測所とは異なります。 X線を反射するミラーだけを使用することはできません。代わりに、すれすれ入射ミラーを使用します。これは、それらに当たったフォトンをわずかにリダイレクトし、検出器に注ぎ込むことができます。
漏斗の最初の部分である3メートルのアウターミラーにより、50倍から100倍の感度と16倍の視野が得られ、Chandraの800倍の速度でフォトンが収集されます。
他に何を言うべきかわかりません。モンスターX線観測所になります。私を信じて、天文学者はこれがとても良い考えだと思っています。
Origins宇宙望遠鏡
次に、起源宇宙望遠鏡またはOST。ジェームズウェッブやスピッツァー宇宙望遠鏡と同様に、OSTは赤外線望遠鏡となり、宇宙で最もクールなオブジェクトのいくつかを観測するように設計されています。しかし、それはさらに大きくなるでしょう。ジェームズウェッブの主ミラーの幅は6.5メートルですが、OSTミラーの幅は9.1メートルです。
地球上で最大の地上望遠鏡とほぼ同じ大きさの宇宙望遠鏡を想像してみてください。宇宙で。
大きくなるだけでなく、寒くなるでしょう。
NASAは、スピッツァーをわずか5ケルビンに冷却できました。これは、絶対零度より5度高く、宇宙の背景温度よりも少し暖かいだけです。 Originsを4ケルビンに下げる予定です。あまり聞こえませんが、エンジニアリングの大きな課題です。
宇宙船をスピッツァーで行ったように液体ヘリウムで冷却するだけでなく、反射器、ラジエーター、最後に計器自体の周囲にあるクライオクーラーを使用して、段階的に熱を奪う必要があります。
巨大な冷たい赤外線望遠鏡を備えたオリジンは、ジェームズウェッブの最初の銀河形成の見方を超えて前進します。それは、最初の星が形成されていた時代、つまり天文学者がダークエイジズと呼んでいた時代を振り返ります。
惑星システム、ダストディスクの形成を確認し、そこに生命の証拠であるバイオシグネチャーを探している他の惑星の大気を直接観察します。
3つのエキサイティングなミッション。宇宙に関する知識を前進させます。しかし、私は最後に最大で最も野心的な望遠鏡を保存しました
LUVOIR
LUVOIR、またはLarge UV / Optical / IR Surveyor。ジェームズウェッブは強力な望遠鏡になるでしょうが、それは、宇宙のより涼しい天体、たとえば初期の赤方偏移した銀河、または新しく形成された惑星系を見るように設計された赤外線機器です。 Origins Space TelescopeはJames Webbのより良いバージョンになります。
LUVOIRはハッブル宇宙望遠鏡の後継となるでしょう。これは、赤外線、可視光、および紫外線で見ることができる巨大な機器になります。
作品には2つのデザインがあります。直径8メートルで、ファルコンヘビーのような重量物運搬車で発射できるもの。そして、直径15メートルの宇宙発射システムを使用する別の設計。これは、最大の地球ベースの望遠鏡よりも50％大きいです。ハッブルはわずか2.6メートルです。
広い視野と、天文学者が望むものを何でも観察するために使用できる一連のフィルターと機器を備えています。先に述べたようなコロノグラフが装備され、惑星を直接観察して星を覆い隠し、分光器が太陽系外惑星の大気中にどのような化学物質が存在するかを把握することができます。
LUVOIRは、天文学者が天体物理学と惑星科学の分野全体で発見を行うために使用する汎用機器です。しかし、その機能の一部は次のとおりです。直接、太陽系外惑星を観察し、バイオシグネチャーを検索し、熱い木星から超地球まで、あらゆる種類の太陽系外惑星を分類します。
太陽系内の物体を何よりもよく観察できるようになります。そこに宇宙船がなければ、LUVOIRはかなり良い眺めになります。たとえば、LUVOIRからのビューと比較したハッブルからのエンケラドスのビューです。
宇宙のどこを見てもハッブルよりもはるかに小さな構造を見ることができます。最初の銀河と最初の星が見え、宇宙全体の暗黒物質の濃度を測定するのに役立ちます。
天文学者はまだ、星が点火するのに十分な質量を集めたときに何が起こるかを完全には理解していません。 LUVOIRは、星形成領域を調べ、ガスとダストをじっくり観察し、星形成の最も初期の瞬間とそれらを周回する惑星を確認します。
天文学の未来について完全にそして完全に興奮させましたか？良い。しかし、ここに悪いニュースがあります。現実がこの空想と一致する可能性はほとんどありません。
今月初め、NASAは、これらの宇宙望遠鏡に取り組むミッションプランナーが予算を30〜50億ドルに制限する必要があると発表しました。今まで、プランナーはガイドラインを持っていませんでした、彼らは科学を成し遂げることができる機器を設計するだけでした。
エンジニアは、HabEx、Lynx、OSTで50億ドルを簡単に超えることができるミッション計画に取り組んでおり、LUVOIRではるかに大きい200億ドルを検討していました。
議会がNASAに驚くほど大きな予算を要求しているにもかかわらず、宇宙機関はその計画者が保守的であることを望んでいます。そして、予算超過やジェームズウェッブ後期の状況を考えると、まったく驚くことではありません。
ジェームズウェッブの当初の費用は1〜3億5000万ドルで、2007年から2011年の間にローンチする予定でした。現在、ローンチは2020年のようで、議会の予算を超えて88億ドルの予算が義務付けられています。実行する作業の。
最近の揺れテストで、エンジニアは望遠鏡から揺れたワッシャーとネジを見つけました。これは、部品が残っているイケアの棚とは異なります。これらの部分は重要です。
それはまな板から救われたにもかかわらず、WFIRST望遠鏡は、当初の20億ドルの予算から、39億ドルと推定されています。
これらの望遠鏡の1つ、2つ、またはおそらくすべてが最終的に構築されます。これは、科学者が天文学で次の発見をするために最も重要であると考えるものですが、予算の戦い、コスト超過、およびタイムラインの拡大に備えてください。 2019年にすべての調査がまとめられると、さらによくわかります。
2035年に4つの望遠鏡すべてを予定通りに予算内でまとめて宇宙に爆破するには、何らかのエンジニアリングの奇跡が必要です。最新情報をお届けします。
