Astronomen wollen bauen, eine vierzig Fuß-Weltraumteleskop um die nächste Erde finden
Mit Pluto Millionen von Meilen hinter uns und den Bau des James Webb Space Telescope zügig voran sind Astronomen bereits Gedanken über die nächste große Mission. Oben auf ihrer Wunschliste? Ein 40 Fuß breit orbital Teleskop, das suchen, werden für den Nachweis von Leben außerhalb der Erde.
Tagung der American Astronomical Society in dieser Woche, Vertreter aus der Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) geteilt, ihre Hoffnungen und Träume für die nächste Flaggschiff, weltraumgestützte Observatorium – der Nachfolger das JWST, die voraussichtlich im Jahr 2018 starten und laufen bis zu einem Jahrzehnt.
Diese zukünftige Mission, die nicht bis die 2030s starten, sucht Antworten auf zwei tiefgründige Fragen. Erstens: ob sind wir allein im Universum. Zwei: wie haben sich die Bausteine unseres Universums mit der kosmischen Zeit entwickelt.
Es ist eine kurze, süß und wahnsinnig ehrgeizige Agenda. Um dies zu erreichen, brauchen wir ein Raumschiff weiter fortgeschritten als alles, was Menschen haben jemals gebaut wurde – ein Teleskop mit zehn Mal die sehen macht der Hubble. Wie ein Astronom ausdrückte, reden wir über Hubble HD.
"Der Weg zum [entdecken] Welten Leben erfordert eine acht bis 12 Meter weltraumgestützte Teleskop", sagte Natalie Batalha, ein Astronom, Exoplaneten am NASA Ames Research Center studiert. "Das ist, was konsequent sonnenähnlichen Sternen innerhalb 30 Parsec überblicken können." Da Batalha erklärt, 30 Parsec (fast 100 Lichtjahre), ist der radiale Abstand brauchen wir abzudecken, um mehrere Dutzend erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone sonnenähnlicher Sterne befragen.
Wenn es Leben da draußen, und wenn wir eine anständige Zahl von Kandidaten Welten profilieren können, haben wir einen vernünftigen Schuss auf zu finden.
Setzen eine acht bis 12 Meter (26 bis 40 Fuß) werden in den Weltraum Teleskop ein enormes Unterfangen. Zum Vergleich: das James Webb Space Telescope – eine 8,7 Milliarden Dollar, Tennisplatz Größe Gerät, das Astronomen das erste Licht vom Anfang des Universums sehen erlauben werde — hat einen Hauptspiegel von 6,5 Meter (21 Fuß). JWST ist Dürr im Vergleich zu dem Tier ein Stargazer, die Astronomen in der 2030s bauen wollen.
Scale Modell des James Webb Space Telescope. Es ist riesig! Image Credit: Northrop Grumman
Aber Skalierung ist genau das, was wir tun müssen, wenn wir gehen, um das schwache Licht aus fernen Welten zu fangen. Wir haben bereits Tausende von Exoplaneten mit Transit Photometrie erkannt, aber wir haben eine Handvoll nur direkt abgebildet. Und alle Planeten, die wir "gesehen" stürmischen Kugeln aus Gas, Welten größer als Jupiter, die fast zweifellos nicht bewohnbar sind.
"Mit moderner Technik, wir haben nicht die Fähigkeit, eine Photovoltaik-Anlage analog, Bild", sagte Batalha. "Das ist, wo wir hinwollen."
Um Einblick in kleinen, felsigen Planeten in der habitablen Zone hell, Typ G Stars (Sterne wie unsere Sonne) und ihre Atmosphären auf Anzeichen des Lebens zu studieren, brauchen wir ein Teleskop mit einer enormen Apertur. Ein Teleskop, das Sternenlicht um einen Faktor von 10 Milliardenunterdrücken kann. Und es hat im Raum jenseits der verhüllenden Schleier unserer Atmosphäre.
Aber JWST Nachfolger wird nicht nur für das Leben suchen. Es helfe auch uns erfahren Sie, wie die Bausteine der Materie entwickelte sich im Laufe der kosmischen Zeit — in gewisser Weise sondieren eine noch grundsätzlichere Frage woher Leben stammt. "Wenn wir Bio-Signaturen aus dem Urknall gehen wollen, müssen Sie die Entwicklung der Atome im Universum zu verstehen", sagte John O'Meara des Kollegiums St. Michael.
Als Astrophysiker die Entstehung von Galaxien zu studieren hat O'Meara eine andere Agenda für JWSTs Nachfolger. Er will die Bildung und die Bewegung der Elemente auf großen Skalen zu verstehen. "Wie und wo entwickeln der Lebenszyklus der Atome?" O' Meara, sagte. "Wie kommen wir auf den Sauerstoff, den Sie atmet? Um diese Fragen zu beantworten, brauchen wir die letzten 10 Milliarden Jahren der Wechselwirkungen zwischen Gas und Galaxien."
Diese zwei wissenschaftliche Ziele zu erreichen – die Evolution der Materie und die Evolution des Lebens – bringt eine Reihe von Instrumenten, die Messungen in einem Spektrum von Wellenlängen, einschließlich sichtbar, ultravioletten und infraroten. Paar dieser Präzisions-Instrumente mit einem Hauptspiegel von vierzig Fuß, sekundären Spiegeln, Kommunikation, Starshade und Antrieb, und wir reden eine der fortschrittlichsten Technologie, die Menschen jemals vorgestellt haben.
Zum Glück werden wir in der Lage, alle Kenntnisse, die wir gesammelt haben, planen und bauen andere Weltraumteleskope in den letzten fünfzig Jahren.
"Jeder sollte große Träume", sagte Marc Postman des Space Telescope Science Institute. "Aber auch intelligente träumen." Wollen wir nutzen, was wir gelernt haben von Hubble, was wir gelernt haben, von der Gestaltung der JWST, was wir aus dem Studium gelernt haben, anderen Missionen, die noch nicht zum Tragen kommen. "
Zum Beispiel war eine große Herausforderung der JWST-Ingenieure wie man eigentlich ein 6,5 Meter breiten Spiegel in den Weltraum schicken. Die Lösung? Eine Reihe von kleineren spiegeln, die im Orbit wie vergoldete Raum Origami entfalten.
"James Webb uns einiges darüber, wie eine große, segmentierte Teleskop im Weltraum gelehrt," sagte Briefträger. "Eine acht oder zwölf-Meter-Teleskop wird auch segmentiert werden müssen."
Gibt es noch viele technische Herausforderungen zu erarbeiten – aber das ist, warum wir fangen an, über JWSTs Nachfolger jetzt denken. bis 2030 kann fühlen Sie sich wie die Ferne Zukunft, aber es ist für Astronomen, einem kosmischen Wimpernschlag entfernt.
"Eine Geschichte entfaltet wird," sagte Batalha. "Es ist eine Geschichte, die sehr lange dauert, diese wirklich großen Bemühungen, die Menschheit verpflichtet sich nehmen viel Zeit zu planen und auszuführen."
"Wir sind am Rande des Seins in der Lage sein, Beweise für Leben außerhalb der Erde zu finden", fügte sie hinzu. "Wir haben die Fähigkeit, es zu tun, und wir wissen, wie es zu tun. "Aber es ist ein Multi-Jahrzehnt, Generationen bemühen."
Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Gizmodo am 7. Januar 2015.
Folgen Sie des Autors @themadstone
Oben: Künstlers Konzept der Kepler-186f, einer felsigen, erdähnlichen Exoplaneten möglicherweise in der bewohnbaren Zone von seinem Stern. Image Credit: NASA/SETI/JPL