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k1体育|未来太空望远镜谁来接棒 NASA提出四大拟议方案
发布时间:2024-10-27 18:27:01 912 次浏览
针对有所不同波长和目标的四款建议书的望远镜正在“争宠”，幸运者将于本世纪30年代升空。图片来源：《科学》杂志网站今日视点据美国《科学》杂志官网近日报导，对美国国家航空航天局（NASA）的天文学家来说，今年堪称流年不利。其詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的升空日期已被延期到2021年3月，而且成本已多达88亿美元；与之“同病相怜”的还有长视场红外巡天望远镜（WFIRST），该望远镜目的确认谜样亮能量的本质，或将延误4亿美元。然而，这无法挡住天文学家们执着星辰大海的梦想。
美国天体物理学领域的《十年调查》于上月启动，目的为NASA、美国能源部和国家科学基金会的未来任务确认优先事项，其中关键任务之一就是指四个建议书的望远镜项目中挑选出一个，做到JWST和WFIRST的“接班人”。《科学》杂志的报导称之为，目前已“浮出水面”的这“四朵金花”各有千秋，无论最后顺位哪朵，关键是展开成本掌控，不要步JWST和WFIRST的后尘。四大方案 浮出水面这四大建议书的望远镜还包括：“大型紫外/光学/红外测量仪”（LUVOIR），这款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，目的追溯到宇宙的第一个星系，并厘清宇宙其他地方否有生命不存在这一亘古谜题。“宜居系由外行星天文台”（HabEx）也致力于问上面的问题，但其镜面较为小。
HabEx将装载一个足球场大小的遮星板一起飞行中。遮星板可挡住恒星的反射性，说明了类地系外行星。
HabEx将仔细检查系由外行星收到的黯淡光线，以找寻生命的信号。林克斯X射线天文台（Lynx Xray Observatory）将搜集宇宙第一批黑洞收到的X射线，理解它们如何协助星系构成和进化。
“起源太空望远镜”（Origins Space Telescope）上的设备可将望远镜加热到绝对零度以上4℃，对协助恒星和行星构成的冷气体和尘埃收到的一种红外电磁辐射展开研究。无论哪个概念项目最后中选，研究人员都期望其比“前辈”更加幸运地一点。2001年的《十年调查》自由选择JWST作为首要任务，如果成功，该望远镜将在任务明确提出20年后的2021年一飞冲天。WFIRST则是2010年《十年调查》的选用，但它会在2025年之前升空。
有了这些前车之鉴，NASA期望这次更加稳健一点。该机构不仅早在2015年就确认了这四个旗舰概念，且已资助团队为每个概念明确提出粗略设计方案。
在2019年6月，这些团队将分别向NASA递交一份报告，还包括两个版本：便宜且可观的高支出版和支出最差不多达50亿美元的“亲民版”。争奇斗艳 竞争白热化《十年调查》的结果将于2020年递交。科学家期望最后能达成协议一致意见，以齐心协力游说国会拨给资金。但四大旗舰项目本身之间的竞争也十分白热化。
LUVOIR的支持者指出，其是一个标准化天文台，像哈勃一样“多才多艺”。而且，望远镜尺寸极大，这意味著它能以最明晰的视野瞥见最很远、最模糊不清的物体。太空望远镜科学研究所的杰森·卡里纳说道：“它打破了天体物理学。”但抨击人士指出，LUVOIR极大的镜面将造成其成本高昂，很有可能步6.5米长镜面的JWST后尘。
更加亲民HabEx的支持者指出，该望远镜可以协助人们更佳地探寻系由外行星，但菩星板这一技术仍并未通过检验。虽然HabEx可以详尽研究附近的几颗行星，但其镜面仅有4米长，这意味著很远的世界对它来说遥不可及。HabEx和LUVOIR团队成员克里斯·斯塔克回应，不必须同时发售这两款产品，却是“地球附近的恒星受限”。
“起源太空望远镜”期望研究尘埃和分子如何单体在一起，构成第一个星系和黑洞，以及年长恒星周围的圆盘如何挤满成系外行星。但JWST和坐落于智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列可捕捉一些完全相同波长的光，这不会断裂“起源太空望远镜”的找到空间。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气而出有的热气体，它将让那些“坐冷板凳”多年的X射线天文学家激动不已。
身价待估 掌控成本无论哪个任务最后夺得《十年调查》的注目，资助者都会有一个疑惑：我们怎么告诉它会是另一个JWST？美国国家科学、工程和医学院（NASEM）研究主任戴维恩·戴着的组织了此次《十年调查》。他回应，调查将使用一种简单的方法来估计成本，期望“防止价格过低带给的冲击”。戴着说道，项目团队一般不会通过计算出来人工、材料和测试来估计成本，“这很好，但它将不能意识到的情况回避独自”。因此，在过去十年中，NASEM仍然向坐落于加州的埃尔塞贡多航空航天公司缴纳费用，利用其“成本和技术评估”（CATE）模型来分析《十年调查》可能会考虑到的议案。
CATE模型利用可追溯到几十年前的数据库，其中包括NASA的150多项任务和700个仪器的成本和性能细节。当明确提出新任务时，CATE可告诉人们过去类似于任务的成本几何。
而且，该模型的仅次于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”，但他们也迫切希望“四朵金花”中的获胜者能构建梦想。落败者将在本世纪30年代升空到“拉格朗日2”（L2）点——太阳和地球之间的重力平衡点，以协助科学家们找出有关宇宙的谜团。
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