Grandioziniai NASA ateities planai: bus dar 4 didžiulės kosmoso observatorijos

Šiuo metu NASA dirba keturios mokslininkų bei inžinierių komandos, ruošiančios kiečiausias ir brangiausias mokslines kosmoso tyrimų misija. Tačiau iš šių keturių pasiūlymų bus pasirinktas ir įgyvendintas tik vienas.

Kiekvienas iš planuojamų keturių kosminių teleskopų yra skirti tyrinėti žvaigždes, galaktikas, juodąsias bedugnes, egzoplanetas bei įvairius mūsų Saulės sistemos objektus. Šie teleskopai kosmoso paslaptis tyrinės, fiksuodami įvairių bangos ilgių šviesą – pradedant mažų energijų infraraudonąja ir baigiant didelių energijų ultravioletine bei Rentgeno spinduliuote.

Nors kiekviena iš siūlomų misijų neturi nustatyto biudžeto, tačiau galima prognozuoti, kad ateities kosminiai teleskopai nebus pigesni nei milijardas JAV dolerių. Lyginant su Jameso Webbo teleskopu, kuris iki šiol kainavo maždaug 10 mlrd. dolerių, be to, jo paleidimas atidėliotas ne vienus metus, ateities kosminės observatorijos neatrodo tokios brangios. Pažvelkime, kuo ypatinga kiekvienas iš jų ir kaip jos išplės žmonijos žinias apie visatą.

LUVOIR

Pirmasis kandidatas pavadintas LUVOIR (angl. Large UV Optical Infrared Surveyor) iš esmės būtų tarsi sustiprintas Hablo teleskopo versija. Panašiai kaip Hablas, naujasis teleskopas stebėtų iš visatos atsklindančius ultravioletinės, infraraudonuosios ir matomos šviesos spindulius. 15 metrų skersmens LUVOIR veidrodis būtų šešiskart didesnis nei Hablo, o tai reikš, kad LUVOIR stebimas visatos vaizdas bus šešiskart didesnės raiškos. Be to, naujasis teleskopas galėtų surinkti maždaug 40 kartų daugiau šviesos nei Hablas, todėl astrofizikai juo galėtų stebėti dar mažesnius ir tolimesnius visatos objektus.

Išties, LUVOIR pakelti į kosmosą būtų nelengva užduotis – tam prireiktų šiuo metu kuriamos iki šiol nematyto dydžio SLS raketos, kurios pirmasis skrydis suplanuotas 2020-iesiems. Tuo atveju, jei SLS nepavyktų laiku išbandyti, LUVOIR kūrėjai yra parengę planą B – dvigubai mažesnį kosminio teleskopo variantą.

Bet kuriuo atveju, LUVOIR astronomai galėtų stebėti egzoplanetas bei ieškoti tokių, kuriose yra tinkamos sąlygos gyvybei vystytis. Taip pat juo galima būtų tyrinėti žvaigždžių ir galaktikų gimimą bei evoliuciją, aiškintis tamsiosios materijos pasiskirstymą visatoje ar net stebėti mūsų Saulės sistemos objektus, pavyzdžiui, kometas ar asteroidus.

HABEX

Antrasis mokslininkų siūlomas teleskopas pavadintas „HabEx“ (angl. Habitable Exoplanet Observatory) ir būtų skirtas tai, kas užšifruota jo pavadinime – stebėti egzoplanetas, kurios potencialiai tinka gyvybei vystytis bei skrieja aplink žvaigždes panašias į mūsų Saulę. Šiuo kosminiu teleskopu mokslininkai galėtų egzoplanetose ieškoti „biopėdsakų“, kuriuos gali palikti gyvi organizmai, pavyzdžiui, vandens ar metano požymių.

Taip pat „HabEx“ taptų pirmuoju teleskopu, kuriuo galėtume tiesiogiai stebėti Žemės tipo egzoplanetas – kieto paviršiaus planetas, skriejančias nuo savo žvaigždės gyvybei tinkamu atstumu, dėl kurio šių planetų paviršiuje gali egzistuoti vanduo skystu pavidalu, t. y. jose nei per šalta, nei per karšta gyvybei.

Veikdamas „HabEx“ turėtų išskleisti didžiulį saulėgrąžos žiedo formos „skydą“, kuris nufiltruotų žvaigždžių šviesą ir tokiu būdu teleskopas galėtų ypač detaliai stebėti egzoplanetas. Šios kosminės „observatorijos“ veidrodis būtų apie 8 metrų skersmens, tačiau jo šviesą sustabdantis „skydas“ būtų devynis kartus didesnis – 72 m skersmens.

Kosmosą „HabEx“ stebėtų ne tik matomos, bet ir ultravioletinės bei infraraudonosios šviesos spektre, todėl šis įrankis būtų tinkamas ne tik egzoplanetoms tyrinėti – juo galima būtų stebėti žvaigždes ir galaktikas, taip pat tirti visatos plėtimąsi bei tamsiąją materiją.

„Lynx X-Ray Observatory“

Trečioji kosmoso „observatorija“ taptų pamaina šiuo metu mokslininkų naudojamai „Chandra X-Ray Observatory“. Abu teleskopus vienija ta pati užduotis – stebėti žmogaus akiai „nematomą“ aukštų energijų Rentgeno spinduliuotę, leidžiančią matyti „nematomus“ visatos objektus, tokius, kaip juodosios bedugnės, arba tirti pernelyg matomus kūnus, tokius kaip ypač ryškios supernovos.

„Lynx“ taip pat leistų žvilgtelėti į ankstyviausius erdvėlaikio užkampius, kuriuose „slapstosi“ pirmosios po Didžiojo sprogimo susidariusios juodosios bedugnės. Tokie tyrimai astrofizikams leistų geriau suprasti kaip formavosi ir vystėsi šie paslaptingi kosmoso objektai. „Lynx“ taip pat būtų apginkluotas instrumentais galaktikų bei jų klasterių formavimosi tyrimams.

Dar daugiau, „Lynx“ mokslininkams leistų geriau suprasti, kaip gimsta ir miršta žvaigždės bei padėtų sudaryti žvaigždžių sprogimų „žemėlapius“. Pastaruoju metu astrofizikai galėjo stebėti tokį Tycho supernovos sprogimą „Chandra“ teleskopu – tik „Lynx“ leistų panašius sprogimus matyti šimtą kartų didesne raiška. Be to, jei „Chandra“ observatorija leidžia tyrinėti žvaigždes, esančias iki 1300 šviesmečių nuo mūsų, tai „Lynx“ leistų mokslininkams pažvelgti daugiau nei 12 kartų toliau ir stebėti žvaigždes, esančias už 16 tūkst. šviesmečių nuo Žemės.

Turėdamas trijų metrų skersmens veidrodį „Lynx“ savo dydžiu būtų artimas Hablo kosminiam teleskopui. Užtat jis būtų penkis kartus didesnis už „Chandra“ observatoriją, kurios veidrodžio skersmuo siekia „vos“ 1,2 metro.

„Origins“ kosminis teleskopas

Paskutinis kandidatas, kosminis teleskopas „Origins“ astrofizikams leistų atsakyti į vieną didžiausių paslapčių – kaip visatoje susiformavo gyvybei tinkamos planetos. Šis teleskopas padėtų perprasti esminius etapus, kurie būdingi formuojantis žvaigždėms, o aplink jas – planetoms, kuriose susidaro gyvybei tinkamos sąlygos.

Astronomai „Origins“ teleskopu kosmosą stebėtų tolimojoje infraraudonųjų spindulių spektro dalyje, todėl jie galėtų pažvelgti už dulkių debesų „uždangos“, slepiančios dar tik besiformuojančių žvaigždžių ir egzoplanetų sistemų vaizdą. Ilgainiui „Origins“ taptų pamaina šiuo metu kosmose skriejančiai Heršelio observatorijai, kurią į orbitą paleido Europos kosmoso agentūra. Deja, šiam teleskopui tebuvo suplanuota veikti apie ketverius metus, kol pasibaigė specialus teleskopo įrangos aušinimo skystis, dėl ko 2013-aisiais mokslininkai neteko svarbios „akies danguje“.

Keturis kartus už Heršelio teleskopą didesnis „Origins“ bus apie 15 metrų skersmens bei savo dydžiu bus panašus į aukščiau minėtą LUVOIR teleskopą. Panašiai, kaip ir Heršelio teleskope, šiame taip pat turėtų veikti aušinimo sistema neleidžianti instrumentui perkaisti bei išlaikyti jo jautrumą. Jei „Origins“ pavyktų iškelti į kosmosą, tai būtų visų laikų jautriausias infraraudonosios spinduliuotės teleskopas – beveik tūkstantį kartų jautresnis nei bet koks iki šiol veikęs analogas.