I Telescopi spaziali del Futuro: la NASA Ha 4 Idee per il Grande Osservatorio di Volare nel 2030

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I Telescopi spaziali del Futuro: la NASA Ha 4 Idee per il Grande Osservatorio di Volare nel 2030

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Hanneke Weitering, Space.com Scrittore Di Personale

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10 gennaio, 2019 12:14pm ET

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NASA Grandi UV, Infrarosso Ottico Geometra (LUVOIR) è una delle quattro missioni di astrofisica che potrebbero essere selezionati per lanciare la metà del 2030.
Credit: NASA

SEATTLE — la NASA non ha ancora lanciato il suo nuovo James Webb Space Telescope (al jwst), successore dell’amato e l’invecchiamento del Telescopio Spaziale Hubble. Ma l’agenzia si sta già preparando per un’ancora di più e meglio osservatorio spaziale a sostituire al jwst.

Quattro squadre di scienziati della NASA sono pronti a presentare le loro proposte per la futura ammiraglia di classe missioni di astrofisica — il più costoso di tutti NASA science missioni. Dei quattro, solo una missione per il concetto selezionato per lanciare la metà del 2030.

Quattro mission-concetto studi dettagliati qui al 233rd meeting della American Astronomical Society (AAS) questa settimana (Gen. 6-10), anche se molti scienziati della NASA sono stati furloughed a causa del collasso del governo e in grado di partecipare alla conferenza.

Ciascuna delle missioni proposte è un telescopio spaziale progettato per studiare le cose come le stelle, le galassie, i buchi neri, pianeti alieni e gli oggetti all’interno della Terra il sistema solare. I telescopi sarebbe sondare i misteri dell’universo, rilevando diverse lunghezze d’onda della luce a bassa energia a raggi infrarossi ad alta energia di raggi ultravioletti e raggi-X.

La NASA non ha messo i prezzi di missioni, ma ammiraglia di classe missioni in genere costano più di $1 miliardo. Tuttavia, al jwst è previsto il costo della NASA verso l’alto di $10 miliardi di dollari dopo anni di ritardi e superamento dei costi.

Questo NASA grafico confronta i quattro missione concetti che la NASA ha sviluppato per il Astro2020 decennali di indagine. Una di queste missioni saranno selezionati per lanciare la metà del 2030. Da sinistra a destra: la Lince X-Ray Observatory, il Grande UV, Infrarosso Ottico Geometra (LUVOIR), l’Esopianeta Abitabile Osservatorio (HabEx) e le Origini del Telescopio Spaziale.
Credit: NASA

Anche se la NASA sarà responsabile per lo sviluppo e il funzionamento della missione, l’agenzia, in realtà non può scegliere quale delle quattro missioni che dovrà perseguire. Piuttosto, la NASA presenta le proprie proposte per l’Accademia Nazionale delle Scienze (NAS), dove un comitato a decidere quale delle missioni, che meglio si adatta alle priorità della comunità astrofisica. Il NAS determina le priorità attraverso la raccolta di input da astronomi a livello nazionale e la pubblicazione di un report chiamato decennali indagine circa una volta ogni 10 anni.

Quindi, quali saranno le decennali comitato riterrà più popolari e importanti campi di ricerca in astrofisica nel 2030? Che tipo di strumenti scientifici saranno gli astronomi usano per studiare il cosmo, circa 15 a 20 anni da oggi? Dal Big Bang alle possibilità di vita oltre la Terra, c’è un sacco che gli scienziati sperano di indagare utilizzo dello spazio di strumenti. Ma perché la NASA opera su un budget limitato, non tutte le missioni proposte si concretizzeranno. Ecco una sintesi dei quattro di punta-classe missioni che sono sul tavolo per il 2020 decennali di indagine.

Un candidato missione, chiamato il Grande UV, Infrarosso Ottico Geometra (LUVOIR), è essenzialmente un beefed-up versione del Telescopio Spaziale Hubble. Come Hubble, questo strumento osservare l’universo in ultravioletto, infrarosso e visibile lunghezze d’onda della luce.

Tuttavia, con un diametro di circa 50 piedi (15 metri), LUVOIR specchio sarebbe più di sei volte più ampio rispetto a quello di Hubble. Questo significa che LUVOIR vorresti vedere l’universo con sei volte la risoluzione di Hubble. E con 40 volte la raccolta di luce di potenza del vecchio telescopio, LUVOIR vorresti vedere più debole, più piccola e più-gli oggetti distanti.

La NASA ha trovato due diverse opzioni per LUVOIR design. La versione più grande, LUVOIR-A (sopra descritto), si sarebbe costruito per il lancio della NASA prossima Space Launch System (SLS) megarocket. LUVOIR-è “il più grande ci può stare in SLS,” Jason Tumlinson, ricercatore presso lo Space Telescope Science Institute (STSci), ha detto durante una presentazione in AAS martedì (Gen. 8).

SLS, che è anche superiore al budget di ritardo, dovrebbe lanciare il suo primo volo a volte nel 2020. “Se la NASA non costruire che a razzo, poi andremo con la versione più piccola” di LUVOIR — LUVOIR-B, Tumlinson, ha detto. Questo modello dispone di uno specchio del diametro di 26 piedi (8 metri), e le piccole dimensioni, comporterebbe una risoluzione leggermente inferiore rispetto per LUVOIR-A.

LUVOIR è progettato per affrontare una varietà di astronomico di progetti di ricerca, come la ricerca di esopianeti abitabili; lo studio della formazione ed evoluzione delle stelle e delle galassie; la mappatura di materia oscura in tutto l’universo; e l’imaging di oggetti del sistema solare, come i pianeti, le comete e gli asteroidi. “Indipendentemente da ciò che ti interessa, LUVOIR è uno strumento per voi,” Tumlinson, ha detto.

La proposta di Esopianeta Abitabile Imaging Missione (HabEx) utilizza una stella ombra di osservare pianeti intorno luminoso host stelle.
Credit: NASA JPL

L’Esopianeta Abitabile Osservatorio (HabEx) è stato progettato per fare esattamente quello che suggerisce il nome: osservare potenzialmente abitabili di pianeti intorno a stelle simili al sole.

Durante la ricerca per “biosignatures” come l’acqua e il metano, che possono indicare la presenza di vita su un altro pianeta, HabEx sarebbe diventato anche il primo telescopio direttamente con l’immagine di una Terra come pianeta. Per essere considerati potenzialmente “come la Terra,” un esopianeta deve essere terrestre, o di roccia e deve orbita la sua stella madre, nella zona abitabile, dove la temperatura è giusta per acqua liquida di esistere.

HabEx vuoi distribuire un grande girasole “a forma di starshade” per bloccare la luce delle stelle che hanno pianeti, per permettere al telescopio di studio deboli di esopianeti di dettaglio senza precedenti. Il HabEx telescopio stesso avrebbe un diametro di 26 piedi (8 metri), ma il starshade sarebbe molto più grandi, con un diametro di 236 metri (72 m).

In aggiunta alla raccolta di luce visibile, immagini, HabEx sarebbe anche un comportamento raggi ultravioletti e infrarossi osservazioni del cosmo, facendo di questo osservatorio utile per più di una semplice ricerca di pianeti extrasolari. Utilizzando gli stessi strumenti che si intende adottare per lo studio di pianeti extrasolari, HabEx potrebbe anche osservare e mappa delle stelle e delle galassie, studio dell’espansione dell’universo, e di indagare la materia oscura.

Un artista illustrazione della Lince X-Ray Observatory.
Credit: NASA MSFC

Un potenziale successore della NASA Chandra X-Ray Observatory è la Lince, la proposta di un telescopio spaziale che vorresti scoprire i “invisibile” universo mediante il rilevamento ad alta energia di raggi-X che non è visibile all’occhio umano. Questo significa che i ricercatori hanno potuto utilizzare lo strumento per cercare le cose come supernove e buchi neri.

Lynx è stato progettato per peer attraverso lo spazio e il tempo a guardare i primi buchi neri nell’universo, consentendo ai ricercatori di comprendere meglio come questi oggetti formare e far crescere. Il telescopio potrebbe anche osservare la formazione ed evoluzione delle galassie e ammassi di galassie.

Si dovrebbe anche essere in grado di indagare la nascita e la morte delle stelle e di cattura “squisito mappe di esplosioni di stelle”, come Chandra ha fatto con la sua immagine della supernova di Tycho, ha detto Ryan Hickox, un astrofisico presso il Dartmouth College nel New Hampshire. Ma con 100 volte la risoluzione di Chandra, Lynx produrre anche più immagini spettacolari, ha detto. E mentre Chandra possono studiare le stelle che si trova a circa 1.300 anni luce di distanza, gli strumenti di Lynx vedere più di 16.000 anni luce di distanza, o a 12,5 volte la distanza.

Con un diametro di circa 10 piedi (3 m), la Lince sarebbe solo leggermente più grande di Hubble. Tuttavia, sarebbe cinque volte più grande di Chandra, il cui piatto principale misura solo 4 piedi (1,2 m) di diametro.

Questo diagramma illustra la NASA proposto Origini del Telescopio Spaziale missione concetto.
Credit: NASA GSFC

Ultimo ma non meno importante, è l’Origine, il Telescopio Spaziale hubble, che cerca di rispondere a grandi misteri della vita nell’universo, come pianeti abitabili sono formate. Le Origini del Telescopio Spaziale aiuteranno gli scienziati a suddividere i passaggi nel processo di monitoraggio gli ingredienti per la vita fin dalle prime fasi di stella e pianeta formazione.

Questa infrarosso lontano geometra missione dovrebbe essere in grado di scrutare attraverso il buio nuvole di polvere per ottenere una visione chiara di stelle e di pianeti in formazione stellare regioni. Potrebbe essere considerato una versione di prossima generazione di Herschel Space Observatory, una missione Europea che osservato l’universo nell’infrarosso, per quattro anni, prima di spegnere nel 2013.

Con un diametro di circa 50 piedi (15 m), le Origini del Telescopio Spaziale sarebbe circa la stessa dimensione come LUVOIR e quattro volte la dimensione di Herschel. Come Herschel, questa proposta telescopio richiederebbe una speciale “cryocooler” sistema per mantenere i suoi strumenti di diventare troppo caldo. Mantenendo fresco, il telescopio dovrebbe aumentare la sua sensibilità e la sua missione, gli scienziati hanno detto che potrebbe essere fino a 1000 volte più sensibile rispetto a qualsiasi altro telescopio per infrarosso di lanciato a data.

Un diagramma confronta le dimensioni relative delle Origini del Telescopio Spaziale missione concetto esistenti e i telescopi spaziali. Il diagramma mostra anche le temperature a cui i diversi telescopi devono operare. Le Origini del Telescopio Spaziale richiede un cryocooling sistema per mantenere l’osservatorio alla giusta temperatura per lo svolgimento di ipersensibilità osservazioni nell’infrarosso.
Credit: NASA GSFC

La NASA e il resto di astrofisica comunità dovrà attendere circa 23 mesi per scoprire quale dei quattro missione concetti viene selezionato per il lancio. Quando una missione è selezionata, avrà circa 15 anni prima di sviluppare il lancio.

Fino ad allora, la NASA ha due più grandi, fiore all’occhiello-classe astrofisica missioni di guardare avanti: al jwst e WFIRST, la Wide Field Infrared Survey Telescope. Dopo diversi ritardi, al jwst è attualmente prevista per il lancio nel 2021, mentre WFIRST è sulla pista di lancio per il 2025.

E-mail Hanneke Weitering a hweitering@space.com o seguire il suo @hannekescience. Seguici su Twitter @Spacedotcom e su Facebook. Articolo originale su Space.com.

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Autore Bio

Hanneke Weitering, Space.com Scrittore Di Personale

Hanneke raggiunto la squadra a Space.com nel mese di agosto 2016 come scrittore e produttore. Lei è un auto-proclamato scienza geek da Sud con una passione per tutte le cose di questo mondo! In precedenza ha scritto Scolastico, MedPage Oggi, Scienceline, e l’Oak Ridge National Lab. Dopo aver studiato fisica presso l’Università del Tennessee, nella sua città natale di Knoxville, si è trasferita a New York City e ha guadagnato la sua laurea in Scienza, la Salute e il Reporting Ambientale (SHERP) presso la New York University. Per tenere il passo con Hanneke ultimo lavoro, seguirla su Twitter, Facebook o Google+.

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