Um die “nächste Erde” zu finden, plant die NASA, 11 Milliarden US-Dollar für den Bau des Hubble-Teleskops 2.0 auszugeben

Unter den mehr als 8.000 von Menschenhand geschaffenen Flugobjekten, die über uns schweben, ist das Hubble-Teleskop wahrscheinlich das legendärste und bekannteste.

Die Idee des Hubble-Teleskops lässt sich bis ins Jahr 1946 zurückverfolgen. Der Astronom Lyman Spitzer schlug vor, dass ein im Weltraum gebautes Observatorium mehr von der Atmosphäre absorbierte Infrarot- und Ultraviolettstrahlen beobachten kann und die Beobachtungsgrenze höher ist.

Nach fast einem halben Jahrhundert Entwicklung und Herstellung wurde das Hubble-Teleskop am 24.

In den letzten 31 Jahren wurden mehr als 17.000 Veröffentlichungen basierend auf den Informationen aus Hubble-Beobachtungen erstellt. Von dunkler Energie über äußere Planeten bis hin zu Schwarzen Löchern hat Hubble Astronomen geholfen, die Geheimnisse des Universums nacheinander zu entschlüsseln, und fungierte als Augen des Menschen. Charakter von.

Seit seiner Inbetriebnahme wurde das Hubble-Teleskop 5 manuellen Wartungen unterzogen, und es gibt unzählige große und kleine Softwarefehler.

Im Juni dieses Jahres wurde das Hubble-Teleskop wegen eines Systemfehlers ausgesetzt und auf das Backup-System umgeschaltet, am 26. Oktober ging das Hubble-Teleskop aufgrund interner Kommunikationsprobleme in den abgesicherten Modus.

Wie lange kann dieses ursprünglich bis 2013 geplante "Eye in Space" dauern? Astronomen können noch keine definitive Antwort geben, aber sicher ist, dass der ältere Hubble sich ausruhen wird.

Um ein breiteres Universum zu sehen, müssen Wissenschaftler so schnell wie möglich einen "Nachfolger" für Hubble finden.

Wo ist die nächste "Erde"?

Gibt es noch anderes Leben im Universum? Wo ist der nächste Planet für menschliche Besiedlung geeignet? Diese Fragen, die ich als Kind in "One Hundred Thousand Whys" gelesen habe, hat die wissenschaftliche Gemeinschaft noch nicht gefunden.

Die gute Nachricht ist, dass diese Themen wahrscheinlich in den nächsten 10 Jahren im Mittelpunkt der Astronomiearbeit der NASA stehen werden.

Die National Academy of Sciences, Engineering, and Medical Sciences hat letzte Woche einen Umfragebericht mit dem Titel "Astronomy and Astrophysics Decade 2020 Survey" (Astro2020) veröffentlicht, in dem drei Hauptforschungsthemen genannt wurden, die die amerikanische Astronomie in den nächsten 10 Jahren priorisieren sollte. Sie sind: nach möglichen bewohnbaren Exoplaneten suchen, die Geheimnisse von Schwarzen Löchern und Neutronensternen verstehen und die Entstehung und Entwicklung von Galaxien studieren.

Wenn man sich auf vorhandene Beobachtungsgeräte verlässt, ist es nicht einfach, diese Ziele zu erreichen.Wenn zum Beispiel nach potenziell bewohnbaren Exoplaneten gesucht wird, da nahegelegene Sterne normalerweise zig Milliarden Mal heller sind als Planeten, werden lichtschwache Planeten leicht durch ihr Licht verdeckt die Beobachtung.

Um ein so großes Forschungsziel zu erreichen, besteht die erste Aufgabe der Astronomen daher darin, "Ausrüstung zu modernisieren".

Der Plan sieht vor, dass die NASA ein neues Teleskop finanzieren und bauen wird, das viel größer als das Hubble-Teleskop ist und gleichzeitig mit Ultraviolett-, Sicht- und Infrarotdetektoren ausgestattet ist. Es wird geschätzt 11 Milliarden US-Dollar kosten investiert in den frühen 1940er Jahren.

Das neue Teleskop wird mit Koronagraphen und anderer Ausrüstung ausgestattet, damit es bei der Beobachtung von Exoplaneten die Lichtinterferenzen naher Sterne für die weitere Beobachtung effektiv reduzieren kann.

In einem Interview mit Axios stellte der Chefwissenschaftler John O'Meara vom Keck-Observatorium kurz dieses großartige planetare Explorationsprogramm vor.

In den nächsten 10 Jahren müssen Wissenschaftler nach 100 oder mehr sonnenähnlichen Sternen suchen und potenziell bewohnbare Planeten anhand der Umlaufbahnen der sie umgebenden Planeten aussortieren.

Als nächstes führten Astronomen eine Spektralanalyse der 25 wahrscheinlichsten Planeten durch, um ihre atmosphärische Zusammensetzung zu untersuchen und zu untersuchen, ob es Anzeichen von Leben gab.

Eine wichtige Rolle spielt dabei der neuartige Teleskoptyp: Anhand des vom Exoplaneten reflektierten Lichts können Wissenschaftler die chemische Zusammensetzung seiner Atmosphäre berechnen. Wenn die Atmosphäre Bestandteile wie Sauerstoff, Methan und Wasser enthält, kann dieser Planet wahrscheinlich Leben hervorbringen.

"Wenn wir im Universum die ersten Lebenszeichen außerhalb des Menschen sehen und die Spuren von Leben in der fernen Welt sehen, wird sich die Position des Menschen im Universum grundlegend ändern", betonte John O'Meara in einem Interview.

Andererseits fügte er auch hinzu, dass wenn Menschen 25, 50 oder sogar 100 Exoplaneten ohne Entdeckung beobachten, dies auch die Sicht auf das Universum grundlegend verändern wird.

Da diese Beobachtungsaufgabe die gemeinsame Analyse mehrerer Spektren einschließlich Ultraviolett, Sichtbar und Infrarot erfordert, ist es sehr notwendig, ein neues großes Teleskop zu bauen. Nach verschiedenen Erfahrungen aus der Vergangenheit zu urteilen, besteht jedoch eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass dieses neue Weltraumforschungsprogramm nicht reibungslos verlaufen wird.

Der Bau des zweiten "Hubble" ist nicht einfach

Zwischen 1990 und 2003 entwickelte und startete die NASA erfolgreich 4 große Weltraumteleskope, nämlich das Hubble-Weltraumteleskop, das Compton-Gammastrahlen-Teleskop (das im Jahr 2000 abstürzte), das Chandra-Röntgenteleskop und das Spey Strategic Space Telescope, das ebenfalls bekannt als das groß angelegte Orbital-Observatorium-Programm.

Das groß angelegte Orbital-Observatorium-Projekt hat die Astronomieforschung in eine Ära weiterentwickelt: Da Infrarot-, Röntgen- und Gammastrahlen die Erdatmosphäre nur schwer durchdringen können, können Beobachtungen nur mit Weltraumteleskopen im Weltraum gemacht werden, und jedes Teleskop widmet sich seiner eigenen Bereich, einen wichtigen Beitrag geleistet.

1996 begannen die NASA, die European Space Agency (ESA) und die Canadian Space Agency (CSA) bei der Entwicklung der nächsten Generation von Weltraumteleskopen, benannt nach dem zweiten NASA-Direktor James Webb, mit einem Budget von 500 Millionen US-Dollar zusammenzuarbeiten Die Inbetriebnahme ist für 2007 geplant.

Die Schwierigkeiten beim Bau des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) übertrafen jedoch die Erwartungen der NASA bei weitem. Aufgrund der vielen technischen Verzögerungen und Kostenüberschreitungen des Projekts wurde das JWST 2005 grundlegend überarbeitet und der Startzeitpunkt verzögert endlich möglich zu starten.

Das ursprünglich für den 31. Oktober 2021 geplante JWST wurde aufgrund von Problemen mit der Trägerrakete Ariane 5 auf den 18. Dezember 2021 verschoben ein historischer Durchbruch.

JWST wird von der Außenwelt oft als Nachfolger von Hubble angesehen, aber die Arbeit der beiden ist tatsächlich nicht genau dieselbe. Die Hauptaufgabe des JWST besteht darin, die restlichen Infrarotstrahlen der Urknalltheorie zu beobachten, dh den Zustand des frühen Universums zu beobachten, sodass sich seine Form und Arbeitsumgebung stark von denen des Hubble-Teleskops unterscheiden.

Die erste ist die Höhe: Verglichen mit der Umlaufhöhe von 600 km des Hubble-Teleskops ist das JWST viel weiter, 374.000 km, wenn es der Erde am nächsten ist (naher Bogenpunkt) und 1,5 Milliarden km, wenn es am weitesten entfernt ist (Farer Bogenpunkt). .

Dies liegt daran, dass die Linse von JWST unter 50 K (-220 ° C) gehalten werden muss.Um die niedrige Temperatur aufrechtzuerhalten, hat JWST 5 Schichten Hauben entwickelt, die etwa 300 ° C standhalten, um das von der Sonne reflektierte Licht zu blockieren und die Erde. .

Vom Aussehen her besteht JWST fast aus diesem riesigen Objektiv und der Gegenlichtblende, sein Hauptspiegel hat einen Durchmesser von 8 Metern und die Spiegelfläche ist mehr als fünfmal so groß wie die des Hubble-Teleskops, während die Fläche des Sonnenschirm entspricht einem Tennisplatz.

Es ist ein riesiges Problem für eine so riesige Struktur, genau und sicher im Weltraum gelöst und entfaltet zu werden. Der NASA-Ingenieur Mike Menzel erwähnte in der Pressekonferenz, dass der Einsatz des JWST-Sonnenschilds mit mehr als 300 möglichen Ausfällen die komplizierteste Einsatzaufgabe sein wird.

Laut Statistik schätzt JWST, dass es bis zu 9,66 Milliarden US-Dollar kosten wird, was weit über dem geplanten Budget liegt. Viele Astronomen befürchten, dass es aufgrund der langen Verzögerung des JWST und der erheblichen Überschreitung des Budgets schwierig sein könnte, für den Bau eines neuen Teleskops finanzielle Unterstützung zu erhalten.

Aber auch aus anderer Sicht hinterließ das angeschlagene JWST viel wertvolle Entwicklungserfahrung.

Im Astro2020-Bericht wurden viele Erkenntnisse aus der JWST-Entwicklung zusammengefasst und vier detailliertere Missionskonzepte vorgestellt.Der Entwicklungsplan des neuen Teleskops ist vollständiger als das ursprüngliche JWST.

Wenn der Plan reibungslos umgesetzt wird, wird das Verständnis der Menschheit vom Universum einen weiteren Sprung einleiten. Gibt es außerirdisches Leben im Universum? Die Antwort auf diese Frage wird sich wahrscheinlich noch in diesem Jahrhundert ergeben.

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Ai Faner | Ursprünglicher Link · Kommentare anzeigen · Sina Weibo