Teleskop, teleskop radio dan pengesan gelombang graviti

Baru-baru ini, ahli astronomi telah membuat pencapaian yang luar biasa. Pertama, mereka berjaya mengambil gambar langsung pertama di dunia tentang lubang hitam, yang kami tulis di tempat lain dalam keluaran MT ini. Sedikit lebih awal, mereka mula-mula menangkap exoplanet HR8799e (1) dan atmosferanya. Dan semua terima kasih kepada deria kosmik kita.

Seperti yang anda ketahui, terdapat banyak jenis teleskop, berbeza terutamanya dalam apa yang mereka tangkap. teleskop optik mereka menggunakan cahaya yang boleh dilihat. x-ray mengesan objek dalam julat panjang gelombang yang lebih pendek daripada cahaya ultraungu. Teleskop dalam tindakan dalam inframerah menggunakan panjang gelombang lebih lama daripada cahaya yang boleh dilihat, dan ultraungu - lebih pendek daripada cahaya yang boleh dilihat. Bersama-sama mereka membentuk spesies kosmik kita.

Khabar angin itu dipanggil rangkaian teleskop radio, yang mana antena terbesar mempunyai diameter sehingga setengah kilometer. Mereka bekerja di lapangan. Ia adalah terima kasih kepada rangkaian global pemerhati jenis ini, yang dipanggil namanya, bahawa imej yang kini terkenal tentang lubang hitam besar di tengah galaksi Messier 87 diperolehi.

Dan sentuh tajuk? Nah, perasaan ini boleh dibandingkan dengan yang baru lahir astronomi gelombang graviti. pengesan seperti LIGO akhirnya, mereka merasakan getaran ruang, yang dikaitkan dengan sentuhan.

Dari Kepulauan Canary ke Afrika Selatan

Walaupun sepuluh tahun telah berlalu, Gran Telescopio Canarias (GTC) di Kepulauan Canary masih mempunyai cermin terbesar daripada mana-mana teleskop yang kita ketahui.

Cermin utama terdiri daripada 36 segmen heksagon. Balai cerap itu juga dilengkapi dengan beberapa instrumen sokongan seperti CanariCam, sebuah kamera yang mampu mengkaji cahaya inframerah jarak pertengahan yang dipancarkan oleh bintang dan planet. CanariCam juga mempunyai keupayaan unik untuk memaparkan arah cahaya terpolarisasi dan menyekat cahaya bintang terang, menjadikan eksoplanet lebih kelihatan.

Kami juga sering membaca di media tentang penemuan yang dibuat dengan beberapa teleskop. Kek I dan II dengan cermin sepanjang 10 m setiap satu, terletak di balai cerap WM Kecka, berhampiran puncak gunung berapi Hawaii Mauna Kea. Teleskop yang disambungkan bersama terbentuk Interferometer Keck, menjadi salah satu yang terbesar di dunia.

Universiti California dan Makmal Lawrence Berkeley mula membangunkan peralatan ini pada tahun 1977. Ahli perniagaan dan dermawan Amerika Howard B. Keck menderma $70 juta yang diperlukan untuk pembinaan. Pendakian Kek-1 bermula pada tahun 1985.

3. Perbandingan saiz teleskop berasaskan tanah:

1. Teleskop Sangat Besar, 2. Teleskop Sangat Besar, 3. Teleskop Keck (Keck I dan Keck II), 4. Teleskop Tiga Puluh Meter, 5. Teleskop Besar Canary (Gran Telescopio Canarias), Teleskop Subaru ke-6, teleskop besar Afrika Selatan ke-7 . , Teleskop Teknologi Baharu ke-8, Teleskop Magellan Gergasi ke-9, Teleskop Tinjauan Sinoptik Besar Besar ke-10

Populariti balai cerap semakin meningkat dan sumbangan selanjutnya telah dibuat yang membolehkan merealisasikan Keck 2. Pada tahun 2004, sistem laser optik adaptif pertama dalam teleskop besar digunakan di sini, yang mencipta titik bintang tiruan yang berguna apabila melihat ke langit sebagai panduan . untuk membetulkan herotan atmosfera.

Salah satu teleskop optik yang paling terkenal Teleskop Besar Afrika Selatan (SALT), instrumen optik berasaskan tanah terbesar di hemisfera selatan, memberi tumpuan kepada penyelidikan spektroskopi. Cermin utamanya terdiri daripada 91 cermin heksagon.

Oleh kerana lokasinya, SALT boleh mengambil gambar yang tidak terdapat di balai cerap di hemisfera utara. Teleskop ini dibiayai oleh sekumpulan negara yang terdiri daripada: Jerman, Great Britain, New Zealand, India, Afrika Selatan, Amerika Syarikat dan ... Poland.

Reka bentuk lain, yang dikenali bukan sahaja dalam komuniti astronomi, Teleskop kanta berkembar besar (Teleskop Binokular Besar, LBT). Kedua-dua cermin teleskop adalah monolitik, setiap satu dengan diameter 8,4 m. Jumlah keluasan cermin ialah 111 m2. Oleh itu, keupayaan LBT adalah setanding dengan teleskop cermin tunggal dengan diameter 11,8 m.

Subaru, teleskop Jepun yang beroperasi dalam julat cahaya yang boleh dilihat dan inframerah, dengan apa yang dipanggil optik aktif, mempunyai cermin monolitik dengan jumlah diameter 8,3 m (di mana 8,2 m digunakan untuk pemerhatian), yang dibuat dengan mengimpal 55, kebanyakannya heksagon, segmen. Ia dilengkapi dengan 261 penggerak untuk mengimbangi sebarang herotan cermin. Alat ini terletak di Balai Cerap Mauna Kea Hawaii.

Kering, telus dan tiada orang

sudah tentu Ulasan di atas hanyalah pengenalan kepada perjalanan ke ibu kota astronomi dunia, iaitu wilayah Gurun Atacama di Chile. Di sinilah kompleks teleskop terbesar dan paling berkuasa di dunia dibina. Mereka digemari oleh keadaan semula jadi seperti udara yang sangat kering, langit yang cerah dan populasi yang rendah..

Jadi ada, sebagai contoh, bahagian selatan Balai Cerap Gemini, yang terdiri daripada dua teleskop optik 8,1 meter yang terletak di dua tempat berbeza di Bumi. Teleskop berkembar direka dan dikendalikan oleh konsortium yang merangkumi AS, UK, Kanada, Chile, Brazil, Argentina dan Australia. Salah satu teleskop kembar utara (Gemini North, juga dikenali sebagai Teleskop Frederick C. Gillette) dibina di atas Mauna Kea. Kedua - Rumah berkembar selatan (Gemini Selatan) - didirikan pada ketinggian 2500 m di atas paras laut, di Gunung Cerro Pajon di Andes Chile.

Ia kini dianggap sebagai balai cerap astronomi optik terbesar. Teleskop Sangat Besar (VLT, Very Large or Large, Telescope), dimiliki oleh European Southern Observatory (ESO). Ia adalah satu set empat teleskop optik dengan optik adaptif dan aktif, dengan diameter cermin 8,2 m setiap satu (2), yang dilengkapi dengan empat teleskop optik boleh laras dengan diameter 1,8 m untuk kajian interferometrik.

Teleskop besar dipanggil Antu, Kuyen, Melipal dan Yepun, yang dikaitkan dengan mitologi orang India tempatan. Sebagai tambahan kepada mereka, kompleks ini mempunyai teleskop VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) dengan diameter cermin 4,1 m dan VST (VLT Survey Telescope) dengan diameter cermin 2,6 m.

VLT terletak di Balai cerap paranal di atas bukit Cerro Paranal (2635 m di atas paras laut), di Gurun Atacama. Puncak bukit adalah salah satu tempat paling kering di Bumi. Empat teleskop utama ditempatkan di bangunan yang dikawal suhu. Reka bentuk ini meminimumkan kesan buruk yang menjejaskan keadaan pemerhatian, seperti pergolakan udara dalam tiub teleskop, yang boleh berlaku akibat perubahan suhu dan angin. Menurut ESO, VLT boleh "membina semula imej dengan resolusi sudut dalam julat milisaat, bersamaan dengan melihat dua lampu kereta di Bulan dari Bumi."

Cermin teleskopik terbesar yang beroperasi di Bumi

• Teleskop Grand Canary (GTC): pentauliahan - 2002-2008 / diameter - 10,4 m / lokasi - Balai Cerap Roque de los Muchachos, Kepulauan Canary, Sepanyol

• Teleskop Hobby'ego-Eberly'ego: 1996 / 10 m / Balai Cerap McDonald, Texas, Amerika Syarikat

• Kek I dan II: 1993-1996 / 10 m / Balai Cerap Mauna Kea, Hawaii, Amerika Syarikat

• Teleskop Besar Afrika Selatan: 2005 / 9,2 m / Balai Cerap Astronomi Afrika Selatan, Northern Cape, RPA

• Teleskop Besar Lensa Ganda: 2004 / 8,4 m / Balai Cerap Antarabangsa Mount Graham, Arizona, Amerika Syarikat

• Teleskop Subaru (JNLT): 1999 / 8,2 m / Balai Cerap Mauna Kea, Hawaii, Amerika Syarikat

• Antu, Kueyen, Melipal, Yepun (Teleskop Sangat Besar, VLT): 1998-2001 / 8,2 m / Balai Cerap Paranal, Wilayah Antofagasta, Chile

• Kembar Utara dan Selatan: 1999-2001 / 8,1 m / Balai Cerap Mauna Kea, Hawaii, Amerika Syarikat dan Cerro Pachon (CTIO), wilayah Coquimbo, Chile

• Teleskop MMT (teleskop berbilang cermin): 2000 R. / 6,5 m / Balai Cerap Whipple, Arizona, Amerika Syarikat

• Magellan 1 dan 2: 2000-2002 / 6,5 m / Balai Cerap Las Campanas, Wilayah Atacama, Chile

Masa depan (sedikit tidak pasti)

Klasifikasi teleskop berasaskan darat terbesar mungkin disemak sepenuhnya dalam beberapa tahun. Sebuah bangunan setinggi XNUMX meter akan dibina di Mauna Kea Teleskop tiga puluh meter (TMT) dengan anggaran belanjawan $1,4 bilion (4). Bukaan terancangnya (diameter lubang yang melaluinya cahaya masuk) adalah sembilan kali lebih besar daripada permukaan cermin Keck, dan ia dijangka menghasilkan imej dengan resolusi dua belas kali ganda daripada yang diletakkan di orbit. Teleskop Angkasa Hubble.

4. Visualisasi teleskop tiga puluh meter di Hawaii.

Chile sedang membina Eropah Teleskop yang sangat besar (Extremely Large Telescope, ELT), dengan apertur 39 m (5). Apabila beroperasi, ia akan menjadi struktur terbesar jenisnya yang beroperasi di kawasan cahaya boleh dilihat di dunia (6) dan.

5. Visualisasi Teleskop Sangat Besar

Kedua-dua TMT dan ELT harus dilancarkan sekitar 2024, walaupun ini sama sekali tidak diperlukan dalam kes yang pertama. Projek TMT telah beroperasi sejak tahun 90-an. Penyodok pertama dihancurkan ke dalam tanah hanya pada tahun 2014, dan tidak lama kemudian kerja itu dihentikan kerana protes oleh penduduk asli Hawaii terhadap pemasangan teleskop di gunung suci mereka Mauna Kea. Litigasi bermula. Tahun lepas, mahkamah tertinggi Hawaii memutuskan untuk mendapatkan permit bangunan, tetapi bolehkah ia diteruskan?

6. Perbandingan saiz ELT yang dicadangkan dengan stadium Etihad di Manchester.

Gergasi daratan ketiga yang dirancang ialah Giant Magellanic Telescope di Balai Cerap Las Campanas di Chile. Cermin utamanya akan terdiri daripada tujuh segmen setiap 8,4 m diameter, memberikan resolusi bersamaan dengan cermin tunggal 24,5 m diameter (7).

7. Teleskop Magellan Besar - visualisasi

Beberapa tahun yang lalu, GMT dijangka mula beroperasi pada 2021. Hari ini tarikh itu telah diumumkan dalam tempoh tiga tahun. Ahli astronomi berkata teleskop akan cukup berkuasa untuk memberi kita pandangan langsung tentang planet dalam sistem bintang lain, dapat mengesan cahaya dari detik-detik terawal alam semesta, dan mungkin membantu menjawab soalan terbesar dalam kosmologi moden, termasuk bagaimana galaksi terbentuk . jirim gelap dan tenaga gelap, serta bintang selepas Letupan Besar.

Dibina di Chile. Teleskop Tinjauan Sinoptik Besar (LSST, Great Telescope for Synoptic Surveillance Observing) adalah berdasarkan premis bahawa cermin besar tidak selalu menjadi kunci untuk membina teleskop terbaik. Ia akan mempunyai cermin dengan apertur "hanya" diameter 8,4 m (biasanya masih agak besar), tetapi ia mengimbanginya dalam julat dan kelajuan. Ia direka bentuk untuk mengimbas keseluruhan langit malam dan bukannya memfokuskan pada sasaran individu - menggunakan kamera digital terbesar di Bumi untuk menangkap video selang masa berwarna.

Menurut LSST Corporation, yang sedang membina teleskop dengan Jabatan Tenaga AS dan Yayasan Sains Kebangsaan, "LSST akan menyediakan peta tiga dimensi yang belum pernah berlaku sebelum ini mengenai taburan jisim di alam semesta" yang boleh memberi penerangan tentang tenaga gelap yang misteri. yang memacu pengembangan ruang yang dipercepatkan. Ia juga akan membolehkan inventori lengkap sistem suria kita sendiri, termasuk asteroid yang berpotensi berbahaya sehingga saiz 100 m. Pentauliahan peranti itu dijadualkan pada 2022.

Telinga lebih besar daripada mata

Salah satu alat astronomi berasaskan tanah yang paling dikenali di dunia telah beroperasi sejak 1963 berhampiran Arecibo, Puerto Rico. Ia adalah teleskop radio dengan diameter antena 305 m, yang jauh lebih besar daripada cermin mana-mana teleskop optik sedia ada atau yang dirancang hampir 40 m. panel aluminium.

Struktur ini digunakan dalam astronomi radio, penyelidikan atmosfera dan radar oleh beberapa institusi: Universiti Cornell, SRI International, USRA, dan Universiti Metropolitan Puerto Rico dengan kerjasama Yayasan Sains Kebangsaan. Akses kepada teleskop diberikan kepada unit saintifik berdasarkan permohonan yang disemak oleh suruhanjaya bebas. Dari 1963 hingga 2016, teleskop radio mempunyai hidangan tunggal terbesar di dunia. Hanya pada tahun 2016 adalah lebih besar Teleskop radio PANTAS di China.

Bentuk kubah Arecibo adalah sfera (bukan parabola seperti kebanyakan teleskop radio). Ini disebabkan oleh cara teleskop radio dihalakan pada isyarat - hidangan tidak bergerak, tetapi penerima bergerak. Penerima itu sendiri diletakkan pada struktur 900 tan, digantung pada ketinggian 150 m pada lapan belas kabel, dipasang pada tiga sokongan konkrit bertetulang. Cawan kedua dan ketiga memfokuskan gelombang yang dipantulkan pada antena. Mobiliti penerima memungkinkan untuk mengarahkan teleskop radio ke mana-mana titik kon 40 darjah di sekeliling zenit.

Teleskop radio Arecibo telah membolehkan banyak penemuan saintifik yang terkenal. Terima kasih kepadanya:

• Pada 7 April 1964, kurang daripada enam bulan selepas pentauliahan, Mercury mengorbit Matahari bukan dalam 88, tetapi dalam 59 hari;
• pada tahun 1968, penemuan denyutan radio berkala (33 ms) daripada Nebula Ketam memberikan bukti pertama kewujudan bintang neutron;
• pada tahun 1974, Russell Alan Hulse dan Joseph Hooton Taylor menemui sistem perduaan pulsar pertama dan dengan bantuannya menguji ketepatan teori relativiti - yang mana mereka kemudiannya menerima Hadiah Nobel dalam Fizik;
• pada tahun 1990 ahli astronomi Poland Aleksander Wolschan mengukur tempoh ayunan pulsar PSR 1257+12, yang membolehkannya menemui tiga planet luar suria pertama yang mengorbitnya;
• Pada Januari 2008, zarah prebiotik metamin dan hidrogen sianida telah dikesan di galaksi Arp 220 berkat pemerhatian spektroskopi radio.

Salah satu instrumen astronomi berasaskan tanah terbesar ialah sistem antena radio. Tatasusunan Milimeter/Submilimeter Besar Atacama (ALMA). Mereka terletak di dataran tinggi Chainantor di Andes Chile, pada ketinggian lebih daripada 5 meter. m di atas paras laut. Balai cerap itu terletak sangat tinggi sehingga ahli astronomi yang bekerja di sana terpaksa menggunakan topeng oksigen. Ia terdiri daripada 66 teleskop radio buatan ketepatan berukuran diameter 12 dan 7 meter. ALMA ialah sebahagian daripada pasukan Event Horizon yang baru-baru ini "melihat" lubang hitam.

ALMA beroperasi dalam julat 31,3-950 GHz. Ia mempunyai sensitiviti dan resolusi yang jauh lebih tinggi daripada teleskop panjang gelombang submilimeter sedia ada seperti Teleskop James Clerk Maxwell atau rangkaian teleskop radio lain seperti Penderia submilimeter (SMA) Oraz IRAM Plateau de Boer.

Sinaran panjang gelombang ini selalunya datang dari objek paling sejuk dan paling jauh di angkasa, termasuk dari awan gas dan debu di mana bintang baru dilahirkan, dan dari galaksi jauh di pinggir alam semesta yang boleh diperhatikan. Ruang pada panjang gelombang ini belum lagi diterokai secara menyeluruh, kerana pemerhatian berharga memerlukan instrumen yang terletak di tempat yang menjamin bukan sahaja keadaan cuaca yang baik untuk pemerhatian, tetapi juga kelembapan yang sangat rendah.

8. Visualisasi susunan kilometer persegi di Australia Barat.

Rangkaian teleskop radio dengan keluasan 1 km telah dirancang selama bertahun-tahun² - Susunan kilometer persegi (SKA). Ia akan dibina di hemisfera selatan, di Afrika Selatan dan Australia (8), di mana pemerhatian Bima Sakti adalah paling mudah dan di mana gangguan elektromagnet adalah minimum. Dijangka lebih 100 ribu. antena frekuensi rendah yang terletak di Australia dan beratus-ratus antena di Afrika Selatan. Apabila set ini siap, SKA akan menjadi raja teleskop radio, dengan sensitiviti 50 kali lebih besar daripada mana-mana teleskop radio yang pernah dibina. Kuasa sedemikian boleh mengkaji isyarat alam semesta 12 bilion tahun yang lalu! Kompleks ini akan beroperasi dalam julat frekuensi dari 70 MHz hingga 10 GHz.

Anthony Schinkel, pengarah konsortium infrastruktur CSIRO SKA, agensi penyelidikan Australia yang menguruskan bahagian Australia projek itu, memberitahu media.

-

Pelaburan itu memerlukan infrastruktur khas, termasuk lokasi seluas 65 meter persegi. kabel gentian optik yang digunakan untuk menghantar data daripada antena ke peranti superkomputer SKA.

Ia dijangka beroperasi menjelang 2030. Balai cerap itu sedang dibina oleh konsortium antarabangsa, termasuk Australia, Great Britain, Kanada, China, India, Itali, New Zealand, Sweden dan Belanda, serta Botswana, Ghana, Kenya, Madagascar. , Mauritius, Mozambique, Namibia dan Zambia.

Tahun lepas, pada bulan Julai, ia diterima pakai oleh Afrika Selatan. Rangkaian teleskopik radio MeerKAT, susunan 64 antena di wilayah Karoo separa gersang. Setiap antena mempunyai diameter 13,5 m, dan bersama-sama ia berfungsi sebagai teleskop gergasi tunggal, direka untuk mengumpul isyarat radio dari angkasa. Pada masa hadapan, ia akan menjadi sebahagian daripada susunan kilometer persegi antara benua yang dinyatakan di atas. Selepas pelancaran MeerKAT, saintis menghubungkan yang kuat Teleskop Optik MeerLITCHuntuk kajian optik dan radio serentak tentang fenomena angkasa.

Paul Groot dari Universiti Radboud di Belanda memberitahu AFP.

Teleskop radio gergasi yang disebutkan di atas CEPAT (9), dibina oleh China di Wilayah Guizhou, mempunyai teleskop sfera XNUMX meter dengan diameter mangkuk kira-kira sama dengan tiga puluh padang bola sepak. Seperti teleskop radio Arecibo, ia dilengkapi dengan antena utama tetap dan penderia gelombang bergerak di atas kubahnya, supaya ia boleh mengkaji objek yang tidak berada di zenit - dan boleh menganalisis objek lebih jauh dari zenith daripada instrumen Arecibo.

9. Teleskop radio PANTAS di China

CEPAT beroperasi dalam julat 0,7-3 GHz. Tujuan penyelidikan teleskop radio ialah pengumpulan hidrogen neutral di Bima Sakti dan galaksi lain, pengesanan pulsar (kedua-duanya di galaksi kita dan seterusnya), kajian molekul dalam ruang antara bintang, pencarian bintang berubah-ubah dan pencarian. untuk hidupan luar angkasa (dalam rangka kerja perisian SETI). Dijangka FAST akan dapat mengesan penghantaran isyarat tamadun asing pada jarak lebih 1 meter. tahun cahaya.

FAST dijangka akan dilancarkan pada penghujung 2019. Walau bagaimanapun, baru-baru ini China meluluskan rancangan untuk membina satu lagi teleskop radio yang lebih besar. Ia dijadualkan mula beroperasi pada 2023.

Teleskop radio berasaskan darat terbesar

• Teleskop Sfera dengan Apertur XNUMXm (PANTAS): pentauliahan - 2019 (pelan) / diameter antena parabola - 500 m / lokasi - Pingtang, Wilayah Guizhou, China

• Balai Cerap Arecibo: 1963/305 m / Arecibo, Puerto Rico

• Teleskop radio Zeleny Bank im. Robert S. Janggut: 2002 / 100 tahun 110 m / Green Bank, West Virginia, Amerika Syarikat

• Teleskop radio Effelsberg: 1971/100 m / Bad Müstereifel, Jerman

• Teleskop Radio Lovella: 1957/76 m / Balai Cerap Jodrell Bank, Macclesfield di Cheshire, UK

Penglihatan kosmik semakin lemah

Kami baru-baru ini menulis tentang teleskop angkasa dalam laporan berasingan, sempena tamatnya aktiviti mereka. teleskop Kepler. Sejak itu, terdapat beberapa kegagalan yang membuatkan saintis, terutamanya di AS, bimbang tentang "mata di angkasa" mereka. Teleskop angkasa lepas, yang memulakan eranya pada tahun 1990, semakin tua melainkan ia tidak lagi digunakan atau rosak. Dan dia tidak mempunyai cara mahupun kemahuan politik untuk menggantikan mereka.

Program balai cerap angkasa langsung telah ditubuhkan pada tahun 70-an dan 80-an dan terdiri daripada empat misi teleskopik besar yang meliputi keseluruhan spektrum cahaya di angkasa.

Balai Cerap Gamma Compton ia digunakan untuk menangkap letupan paling kuat di alam semesta.

Teleskop Angkasa Spitzer telah digunakan untuk mencari sinaran inframerah daripada exoplanet dan bintang yang baru lahir.

Balai Cerap X-ray Chandra boleh meneroka kedalaman lubang hitam dan menemui bukti kewujudan jirim gelap dan tenaga gelap. Kemuncak persembahan itu, sudah tentu, cahaya yang boleh dilihat dan ultraviolet. Teleskop Angkasa Hubble.

Teleskop Compton ia berhenti berfungsi pada tahun 2000 apabila masalah dengan giroskopnya, yang membenarkan teleskop berputar, menyebabkan peranti itu dibumikan. Spitzer perlahan-lahan bergerak menjauhi Bumi dan menamatkan misinya apabila ia terputus hubungan dengan pusat arahan pada tahun berikutnya. Kehilangan ini dijangka, tetapi kesukaran z Hubble dan Chandra, yang muncul pada pergantian tahun, adalah pukulan takdir yang tidak dijangka.

Walaupun Chandra kembali ke rangkaian beberapa hari selepas kegagalan dalam salah satu giroskop memaksa teleskop ke mod selamat, masalah Hubble juga telah diselesaikan, tetapi isyarat amaran telah dinyalakan oleh ramai saintis di AS. Mereka merasakan bahawa peranti ini tidak kekal selama-lamanya, dan hari ini tiada apa-apa di ufuk terdekat yang boleh menggantikan infrastruktur astronomi angkasa secara berkesan.

Projek utama balai cerap angkasa lepas NASA Teleskop Angkasa James Webb (JWST)tetapi pentauliahan unit ke-10 bilion ini sentiasa ditangguhkan - disebabkan oleh kesilapan reka bentuk atau pelaburan. NASA baru-baru ini mengumumkan bahawa Webb tidak akan dilancarkan sehingga 2021 paling awal.

Walaupun ia akhirnya berjaya, JWST hanya menawarkan pemerhatian inframerah. Prospek untuk penyelidikan ke bahagian lain spektrum cahaya adalah paling suram. Tidak diketahui apa yang akan menggantikan teleskop Hubble.

NASA juga tidak bercadang untuk menyediakan mana-mana balai cerap X-ray utama untuk meneruskan misi Chandra. Dalam satu cara, bukannya Compton, yang lebih kecil muncul Teleskop Ferminamun, ia kini berusia sepuluh tahun, bermakna ia telah melebihi jangkaan masa berjalannya sebanyak lima tahun. Oleh itu, Hubble dijangka kekal di orbit sehingga sekurang-kurangnya 2027, dan mungkin lebih lama lagi, sehingga JWST akhirnya berada di angkasa.

Nasib baik, agensi angkasa negara lain sedang mengusahakan program serupa, tetapi pelaksanaannya juga akan mengambil sedikit masa. Agensi Angkasa Eropah sedang membina Balai Cerap X-ray ATHENAyang akan dilancarkan pada tahun 30-an.

Pada 2016, China mengumumkan bahawa ia akan membina teleskop optiknya sendiri dengan bidang pandangan XNUMX kali ganda daripada Hubble. Bagaimanapun, tidak diketahui bila. Walau bagaimanapun, di angkasa lepas, kami sudah mempunyai rangkaian "penjelajah kecil dan sederhana" yang lebih sederhana yang kosnya jauh lebih murah daripada projek besar. Salah seorang daripada mereka telah dipecat baru-baru ini Transit Satelit Eksoplanet Eksplorasi (TESS)bertujuan untuk mencari dunia yang tidak diketahui.

Teleskop apa yang akan dicipta dan dihantar ke angkasa lepas, apa yang dipanggil AS akan memutuskan. Kajian Dekad NASA, dijadualkan pada 2020. Beliau akan mempertimbangkan, khususnya, kemungkinan melaksanakan projek itu Juruukur Inframerah Optik Ultraviolet Besar (LUVOIR), dengan diameter cermin 15 m. Ia dianggap sebagai versi teleskop Hubble yang dipertingkatkan. Seperti Hubble, instrumen ini akan memerhatikan alam semesta dalam panjang gelombang ultraungu, inframerah dan boleh dilihat.

Satu lagi projek dalam pertimbangan Balai Cerap Exoplanet Boleh Didiami (HabEx). Matlamatnya adalah untuk memerhati exoplanet yang berpotensi boleh dihuni di sekitar bintang suria. HabEx akan menggunakan bintang bintang besar (10) untuk menghalang cahaya bintang, membolehkan teleskop mengkaji exoplanet dalam perincian yang belum pernah berlaku sebelum ini.

10. Visualisasi kerja coronograph angkasa (bayangan bintang)

Bakal pengganti Chandra lynx, teleskop angkasa yang dicadangkan yang akan membuka ruang "tidak kelihatan" dalam julat sinar-X bertenaga tinggi. Akhirnya, terdapat reka bentuk Teleskop Angkasa Asal ialah sebuah balai cerap inframerah jauh yang akan menembusi awan debu untuk mendapatkan pandangan terang bintang dan eksoplanet di kawasan pembentuk bintang.

Mereka boleh dianggap sebagai versi generasi akan datang. Balai Cerap Angkasa Herschel, misi Eropah yang memerhati alam semesta dalam inframerah selama empat tahun dan telah siap pada 2013.

Memperbaiki Pengesan Gelombang Graviti

Pengesan LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) dan pengesan Virgo pada bulan April selepas rehat menyambung semula pemburuan riak ruang masa, iaitu gelombang graviti.

Deria sentuhan kosmik kita berkemungkinan akan merasakan getaran berikut sekali lagi.

- kata prof. Christopher Berry dari Northwestern University USA.

Setakat ini, mereka telah mengukur sepuluh perlanggaran lubang hitam dan satu perlanggaran antara dua bintang neutron - objek yang sangat padat rapat dengan Matahari, tetapi tidak lebih besar daripada sebuah bandar kecil. Walau bagaimanapun, pada masa ini, hanya mengesan gelombang graviti bukan lagi matlamat yang paling menarik. Hari ini, pengesan mempunyai tujuan yang sama seperti teleskop, tetapi bukannya cahaya mereka mengukur graviti.

Pada Februari tahun ini, institusi Amerika dan British mengumumkan bahawa pengesan gelombang graviti LIGO akan bertambah baik pada masa hadapan.

Yayasan Sains Kebangsaan AS akan menyumbang kepada projek itu Lanjutan LIGO Plus (ALIGO+) $20,4 juta, dengan UK Research menambah $13,7 juta lagi. Australia juga akan memberikan sumbangan kewangan. Pelanjutan akan digunakan untuk kedua-dua lokasi di mana LIGO berada. Sebagai sebahagian daripada ini, peranti akan diperkayakan, termasuk kebuk vakum sepanjang 300 meter yang akan membolehkan anda memanipulasi sifat laser yang digunakan dalam pengesan dan mengurangkan bunyi latar belakang.

LIGO terdiri daripada dua interferometer berbentuk L, satu di Hanford, Washington dan satu lagi di Livingston, Louisiana. Kedua-dua interferometer adalah 4 km panjang. LIGO beroperasi dari 2002-2010, kemudian ditutup untuk pengembangan dan dilancarkan semula pada 2015. Tidak lama selepas itu, terima kasih kepadanya, penemuan terkenal gelombang graviti telah dibuat. Sejak itu, balai cerap telah mengalami pengembangan kecil yang telah meningkatkan sensitivitinya sebanyak kira-kira 50%.

ALIGO+ akan menjadi alat yang lebih cekap daripada persediaan yang digunakan setakat ini. Menjelang 2022, pengesan dijangka akan mendaftarkan beberapa kejadian graviti setiap hari berikutan peningkatan dalam teknologi pengesanan.

Pengembangan akan meningkatkan bukan sahaja kekerapan, tetapi juga kualiti pemerhatian. Terima kasih kepada pengurangan hingar, sebagai contoh, saintis akan dapat menentukan bagaimana lubang hitam berputar sebelum penggabungan. Kami pada masa ini tidak dapat membuat pemerhatian sedemikian. Ruang vakum akan mengurangkan tekanan pada cermin dan mengurangkan turun naik foton. Di samping itu, cermin akan menerima salutan baru, yang sepatutnya mengurangkan bunyi haba sebanyak empat faktor. Kerja pertama yang dijalankan di bawah ALIGO+ sepatutnya bermula sekitar 2023.

11. Perbandingan saiz cermin untuk teleskop sedia ada dan terancang.

Ia juga dirancang untuk dibina pengesan gelombang graviti kosmik LISA Pathfinder. Walau bagaimanapun, ini adalah masa depan yang lebih jauh - 30-an yang paling awal.

***

Penemuan hebat yang kami buat dengan instrumen astronomi yang lebih berkuasa menggalakkan kami membina balai cerap baharu yang lebih berkuasa dan lebih sensitif (11). Jika kita tidak dapat terbang ke sudut jauh angkasa pada masa ini, maka sekurang-kurangnya kita cuba melihat ke dalamnya sedekat mungkin. Kami berharap deria kosmik kami akan memberitahu kami ke mana hendak pergi setelah kami mempunyai keupayaan teknikal untuk perjalanan angkasa lepas yang pantas dan dalam.