A fim de encontrar a “próxima terra”, a NASA planeja gastar 11 bilhões de dólares americanos para construir o Telescópio Hubble 2.0
Entre os mais de 8.000 objetos voadores feitos pelo homem flutuando acima de nós, o Telescópio Hubble é provavelmente o mais lendário e conhecido.
A ideia do telescópio Hubble pode ser rastreada até 1946. O astrônomo Lyman Spitzer propôs que um observatório construído no espaço pode observar mais raios infravermelhos e ultravioleta absorvidos pela atmosfera, e o limite de observação é maior.
Depois de quase meio século de projeto e fabricação, o Telescópio Hubble foi finalmente colocado em órbita a 600 quilômetros do solo pelo Ônibus Espacial Discovery em 24 de abril de 1990, e está em operação desde então.
▲ "Os Pilares da Criação", uma das fotos mais famosas tiradas pelo Telescópio Hubble
Nos últimos 31 anos, mais de 17.000 artigos foram produzidos com base nas informações baseadas nas observações do Hubble. Da energia escura aos planetas externos e aos buracos negros, o Hubble ajudou os astrônomos a desvendar os segredos do universo, um após o outro, agindo como os olhos dos seres humanos. caráter de.
Desde o seu serviço, o Telescópio Hubble passou por 5 manutenções manuais e existem inúmeras falhas de software grandes e pequenas.
Em junho deste ano, o Telescópio Hubble foi suspenso devido a uma falha do sistema e mudou para o sistema de backup; em 26 de outubro, o Telescópio Hubble entrou em modo seguro devido a problemas de comunicação interna.
Quanto tempo pode durar este "Eye in Space", que originalmente estava planejado para funcionar até 2013? Os astrônomos ainda não são capazes de dar uma resposta definitiva, mas o que é certo é que o velho Hubble está prestes a descansar.
Para ver um universo mais amplo, os cientistas acreditam que é necessário encontrar um "sucessor" para o Hubble o mais rápido possível.
Onde está a próxima "terra"?
Existe alguma outra vida no universo? Onde está o próximo planeta adequado para habitação humana? Essas perguntas que li em "Cem Mil Porquês" quando era criança, a comunidade científica ainda não encontrou a resposta.
A boa notícia é que essas questões provavelmente serão o foco do trabalho de astronomia da NASA nos próximos 10 anos.
A Academia Nacional de Ciências, Engenharia e Ciências Médicas divulgou um relatório de pesquisa intitulado "Astronomy and Astrophysics Decade 2020 Survey" (Astro2020) na semana passada, que mencionou três grandes temas de pesquisa a serem priorizados pela astronomia americana nos próximos 10 anos. São eles: procurando possíveis exoplanetas habitáveis, entendendo os mistérios dos buracos negros e estrelas de nêutrons e estudando a formação e evolução das galáxias.
Contando com o equipamento de observação existente, não é fácil atingir esses objetivos. Por exemplo, ao procurar exoplanetas potencialmente habitáveis, porque as estrelas próximas são geralmente dezenas de bilhões de vezes mais brilhantes do que os planetas, os planetas fracos são facilmente obscurecidos por sua luz., Afeta a observação.
Portanto, para cumprir esse grande objetivo de pesquisa, a primeira tarefa dos astrônomos é "atualizar o equipamento". Este também é um dos principais planos do Astro2020 – construir um novo telescópio gigante que ultrapasse o Telescópio Hubble.
O plano menciona que a NASA vai financiar e construir um novo telescópio que é muito maior que o telescópio Hubble e está equipado com detectores ultravioleta, visível e infravermelho ao mesmo tempo. O custo estimado é de 11 bilhões de dólares. Idealmente, será investido no início dos anos 1940. uso.
O novo telescópio será equipado com coronógrafos e outros equipamentos, de forma que, ao observar exoplanetas, possa efetivamente reduzir a interferência de luz de estrelas próximas para observação posterior.
Em uma entrevista com Axios, o cientista-chefe John O'Meara, do Observatório Keck, apresentou brevemente esse grande programa de exploração planetária.
Nos próximos 10 anos, os cientistas precisam pesquisar 100 ou mais estrelas semelhantes ao Sol e filtrar planetas potencialmente habitáveis com base nas órbitas dos planetas ao seu redor.
Em seguida, os astrônomos realizaram análises espectrais nos 25 planetas mais prováveis para estudar sua composição atmosférica e se havia sinais de vida.
O novo tipo de telescópio terá um papel importante neste momento: por meio da luz refletida pelo exoplaneta, os cientistas podem calcular a composição química de sua atmosfera. Se houver componentes como oxigênio, metano e água na atmosfera, é provável que este planeta seja capaz de gerar vida.
“Quando virmos os primeiros sinais de vida no universo além dos humanos, e vermos os traços de vida no mundo distante, a posição dos humanos no universo mudará fundamentalmente”, enfatizou John O'Meara em uma entrevista.
Por outro lado, ele também acrescentou que se os humanos observarem 25, 50 ou mesmo 100 exoplanetas sem nenhuma descoberta, isso também mudará fundamentalmente a visão do universo.
Uma vez que esta tarefa de observação requer a análise colaborativa de múltiplos espectros, incluindo ultravioleta, visível e infravermelho, é muito necessário construir um novo grande telescópio. No entanto, a julgar por várias experiências anteriores, há uma grande probabilidade de que este novo programa de exploração espacial não seja um mar de rosas.
Construir o segundo "Hubble" não é fácil
▲ Telescópio Compton Gamma-ray
Entre 1990 e 2003, a NASA desenvolveu e lançou com sucesso 4 grandes telescópios espaciais, nomeadamente o Telescópio Espacial Hubble, o Telescópio Compton Gamma-ray (que caiu em 2000), o Telescópio de Raios-X Chandra e o Telescópio Espacial Estratégico Spey, que também é conhecido como o programa de observatório orbital em grande escala.
▲ Telescópio de raios-X Chandra
O projeto de observatório orbital em grande escala avançou a pesquisa de astronomia em uma era. Como o infravermelho, os raios X e os raios gama têm dificuldade em penetrar na atmosfera da Terra, as observações só podem ser feitas por meio de telescópios espaciais localizados no espaço, e cada telescópio é dedicado ao seu campo próprio e deu um contributo importante.
Em 1996, a NASA, a Agência Espacial Européia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA) começaram a cooperar no desenvolvimento da próxima geração de telescópios espaciais, em homenagem ao segundo diretor da NASA, James Webb, com um orçamento de 500 milhões de dólares americanos Está previsto para 2007 Colocado em uso.
No entanto, a dificuldade de construir o Telescópio Espacial James Webb (JWST) excedeu em muito as expectativas da NASA. Devido aos muitos atrasos de engenharia e custos excessivos do projeto, o JWST passou por uma grande reformulação em 2005, e o tempo de lançamento foi atrasado. Até 2021, o JWST está finalmente possível lançar.
O JWST, originalmente previsto para ser lançado em 31 de outubro de 2021, foi adiado para 18 de dezembro de 2021 devido a problemas com o veículo lançador Ariane 5. Se não houver acidente, um mês depois, este grande de 24 anos O projeto dará início um avanço histórico.
O JWST é frequentemente considerado pelo mundo exterior como o sucessor do Hubble, mas o trabalho dos dois não é exatamente o mesmo. A principal tarefa do JWST é observar os raios infravermelhos residuais da teoria do Big Bang, ou seja, observar o estado do universo inicial, de forma que sua forma e ambiente de trabalho sejam muito diferentes daqueles do telescópio Hubble.
O primeiro é a altitude. Comparado com a altura orbital de 600 km do Telescópio Hubble, o JWST está muito mais longe, 374.000 km quando está mais próximo da Terra (próximo ao ponto do arco) e 1,5 bilhões de km quando está mais distante (ponto do arco distante) .
Isso ocorre porque a lente do JWST deve ser mantida abaixo de 50 K (-220 ° C). A fim de manter a baixa temperatura, a JWST projetou 5 camadas de capuzes que podem suportar cerca de 300 ° C para bloquear a luz refletida pelo sol e a terra.
Do ponto de vista da aparência, o JWST é quase composto por essa enorme lente e capa. Seu espelho principal tem um diâmetro de 8 metros, e a área do espelho é mais de 5 vezes maior do que a do telescópio Hubble, enquanto a área do guarda-sol é equivalente a uma quadra de tênis.
É um grande problema para uma estrutura tão grande ser liberada e desdobrada com precisão e segurança no espaço. O engenheiro da NASA Mike Menzel mencionou na conferência de imprensa que a implantação do escudo solar JWST será a tarefa de implantação mais complicada, com mais de 300 falhas possíveis.
De acordo com as estatísticas, o JWST estima que custará até 9,66 bilhões de dólares americanos, excedendo em muito o orçamento planejado. Muitos astrônomos temem que, devido ao longo atraso do JWST e ao grande excesso de orçamento, a construção de um novo telescópio possa ser difícil de obter apoio financeiro.
Mas, de outro ponto de vista, o problemático JWST também deixou uma valiosa experiência de desenvolvimento.
No relatório Astro2020, muitas lições de desenvolvimento do JWST foram resumidas e quatro conceitos de missão mais detalhados foram apresentados.O plano de desenvolvimento do novo telescópio é mais completo do que o JWST original.
Se o plano for executado sem problemas, a compreensão do universo pela humanidade dará início a outro salto. Existe vida alienígena no universo? A resposta a essa pergunta provavelmente será revelada neste século.
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