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未来太空望远镜谁来接棒 NASA提出四大拟议方案


针对四种不同波长和目标的方案的望远镜正在争夺青睐,幸运的将在20世纪30年代发射。图片来源:今日《科学》杂志网站。根据美国《科学》杂志官网最近的报道,今年对于NASA的天文学家来说是不好的一年。

其詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)的发射日期已推迟至2021年3月,费用已达88亿美元;有了它,还有长视场红外巡天望远镜(WFIRST),旨在确认神秘亮能的性质,否则可能会延迟4亿美元。然而,这并不能阻止天文学家执着于恒星和海洋的梦想。美国天体物理学中的《十年调查》是上个月发射的,目的是确认NASA、美国能源部和国家科学基金会未来任务的优先次序。

关键任务之一是从四个提议的望远镜项目中选择一个,作为JWST和第一世界望远镜联盟的“继承者”。据《科学》杂志报道,目前“浮出水面”的“四朵金花”各有千秋。不管最后的顺序是哪一个,关键是控制成本,不要步JWST和WFIRST的后尘。

出现了四个提议。四个提案中提出的望远镜还包括“大型紫外/光学/红外测量仪器”(LUVOIR)。

这台15米长的巨型望远镜的集光能力将是哈勃太空望远镜的40倍。目的是追溯宇宙中第一个星系,澄清宇宙其他地方是否有生命的古老谜团。

HabEx也致力于提出上述问题,但是它的镜像比较小。HabEx将带着足球场大小的星盾飞行。恒星的反射可以被恒星护罩挡住,这表明是类地系外行星。

HabEx将仔细检查外行星接收到的昏暗光线,以便找到生命的迹象。林肯X射线天文台将收集宇宙中第一个黑洞接收的X射线,并了解它们如何帮助星系的形成和演化。“Origins空间望远镜”上的设备可以将望远镜加热到绝对零度以上4,并对恒星和行星组成的冷气体和尘埃接收到的红外电磁辐射进行研究。无论最后选择哪个概念项目,研究者都期望比“前辈”幸运。

2001年《十年调查》,JWST被自由选择为首要任务。如果成功,在任务明确提出后,望远镜将在2021年腾飞。WFIRST是2010年《十年调查》的选择,但会在2025年之前推出。

有了这些经验教训,美国宇航局预计这次会更加稳定。该机构不仅早在2015年就确认了这四个旗舰概念,还资助团队为每个概念明确提出粗略的设计方案。

2019年6月,这些团队将向NASA提交一份报告,报告中还包括两个版本:廉价且花费可观的版本和花费近50亿美元的“亲民版”。《十年调查》的结果将在2020年提交。科学家希望最终能达成一致,从而游说国会拨款。

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但是四大旗舰项目之间的竞争也非常激烈。LUVOIR的支持者指出,这是一个标准化的天文台,和哈勃一样用途广泛。而且望远镜特别大,意味着它可以用最清晰的视野瞥见最遥远最暧昧的物体。

太空望远镜科学研究所的杰森卡琳娜说:“它打破了天体物理学。”不过,批评人士指出,LUVOIR的巨大镜子会造成其高昂的成本,很可能会步JWST的后尘,推出6.5米长的镜子。

比较亲民的HabEx的支持者指出,望远镜可以帮助人们更好地探索系外行星,但普星板块的技术还没有通过测试。HabEx虽然可以详细研究附近的几颗行星,但是它的镜子只有4米长,这意味着遥远的世界是遥不可及的。HabEx和LUVOIR团队成员克里斯斯塔克(Chris stark)回应说,没有必要同时销售这两种产品,但“地球附近的恒星是有限的”。

原点太空望远镜希望研究灰尘和分子如何一起形成第一个星系和黑洞,以及旧恒星周围的圆盘如何挤满系外行星。但位于智利的JWST和阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列可以捕捉到一些波长完全相同的光,不会打破Origin空间望远镜的发现空间。

Lynx是一个X射线天文台,它将研究旋转进入黑洞或从银河系中心喷出的热气体。会让坐了多年板凳的X射线天文学家兴奋不已。无论哪项任务赢得《十年调查》的关注,赞助商都会有疑问:我们怎么知道会是另一个JWST呢?大卫戴,国家科学、工程和医学学院(NASEM)的研究主任,组织了这次《十年调查》。他回应说,调查将使用一种简单的方法来估计成本,希望“防止低价的影响”。

戴说,项目组一般不会通过计算人工、材料和测试来估算成本。“这很好,但是它会在没有意识到的时候避免孤独。

”。因此,在过去的十年里,NASEM仍然向位于加利福尼亚州的埃尔斯贡多航天公司支付费用,并使用其“成本和技术评估”(CATE)模型来分析可能在《十年调查》中考虑的提案。CATE模型使用了一个可追溯到几十年前的数据库,包括150多个美国宇航局任务和700台仪器的成本和性能细节。

在明确提出新任务时,CATE可以告诉人们类似于过去任务的成本几何。而且,这个模型的第二个唯一优点在于它的预测能力。

虽然JWST现在是天文学家心中的“热点”,但他们也渴望“四朵金花”的获胜者来建造他们的梦想。在20世纪30年代,失败者将举起“拉格朗日2号”(L2)点——,太阳和地球之间的重力平衡点,以帮助科学家发现宇宙的奥秘。。

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