Teleskopi, radioteleskopi un gravitācijas viļņu detektori

Pēdējā laikā astronomi ir guvuši ievērojamus sasniegumus. Pirmkārt, viņiem izdevās uzņemt pasaulē pirmo tiešo melnā cauruma fotogrāfiju, par kuru mēs rakstām citur šajā MT numurā. Nedaudz agrāk viņi pirmo reizi iemūžināja eksoplanetu HR8799e (1) un tās atmosfēru. Un tas viss, pateicoties mūsu kosmiskajām sajūtām.

Kā zināms, ir daudz veidu teleskopu, kas galvenokārt atšķiras ar to, ko tie šauj. teleskopi optiskā viņi izmanto redzamo gaismu. rentgena noteikt objektus viļņu garuma diapazonā, kas ir īsāks par ultravioleto gaismu. Teleskopi darbībā infrasarkanajos staros izmantot viļņu garumus, kas garāki par redzamo gaismu, un ultravioletais - īsāks par redzamo gaismu. Viņi kopā veido mūsu kosmiskās sugas.

Baumas sauc radioteleskopu tīkls, no kuriem lielāko antenu diametrs ir līdz puskilometram. Viņi strādā laukā. Pateicoties globālajam šāda veida observatoriju tīklam, ko sauc par nosaukumu, tika iegūts tagad slavenais masīvā melnā cauruma attēls galaktikas Mesjē 87 centrā.

Un pieskarieties virsrakstam? Nu šo sajūtu varētu salīdzināt ar topošo gravitācijas viļņu astronomija. detektori, piemēram SAITE visbeidzot, viņi sajūt telpas vibrācijas, kas ir saistītas ar pieskārienu.

No Kanāriju salām līdz Dienvidāfrikai

Lai gan ir pagājuši desmit gadi, Kanāriju salās esošajam Gran Telescopio Canarias (GTC) joprojām ir lielākais mums zināmais spoguļteleskops.

Primārais spogulis sastāv no 36 sešstūra segmentiem. Observatorija ir aprīkota arī ar vairākiem atbalsta instrumentiem, piemēram, CanariCam, kameru, kas spēj pētīt vidēja diapazona infrasarkano gaismu, ko izstaro zvaigznes un planētas. CanariCam ir arī unikāla iespēja parādīt polarizētās gaismas virzienu un bloķēt spilgtu zvaigžņu gaismu, padarot eksoplanetas redzamākas.

Arī medijos bieži lasām par atklājumiem, kas veikti ar pāris teleskopiem. Kek I un II ar 10 m spoguļiem katrs, kas atrodas WM Kecka observatorijā, netālu no Havaju salu vulkāna Mauna Kea virsotnes. Veidojas kopā savienoti teleskopi Keck interferometrs, kas ir viens no lielākajiem pasaulē.

Kalifornijas Universitāte un Lorensa Bērklija laboratorija sāka izstrādāt šo iekārtu 1977. gadā. Amerikāņu uzņēmējs un filantrops Hovards B. Keks saziedoja celtniecībai nepieciešamos 70 miljonus dolāru. Kāpšana Kek-1 sākās 1985. gadā.

3. Uz zemes izvietoto teleskopu izmēru salīdzinājums:

1. Ļoti liels teleskops, 2. Īpaši liels teleskops, 3. Keck teleskops (Keck I un Keck II), 4. Trīsdesmit metru teleskops, 5. Kanāriju lielais teleskops (Gran Telescopio Canarias), 6. lielais Subaru teleskops, 7. Dienvidāfrikas teleskops . , 8. jauno tehnoloģiju teleskops, 9. milzu Magelāna teleskops, 10. lielais lielais sinoptiskās izpētes teleskops

Observatorijas popularitāte pieauga, un tika veikti turpmāki ziedojumi, kas ļāva realizēt Keck 2. 2004. gadā šeit tika izmantota pirmā adaptīvās optikas lāzersistēma lielā teleskopā, kas rada mākslīgu zvaigžņu punktu, kas noder, skatoties debesīs kā ceļvedi. . lai koriģētu atmosfēras izkropļojumus.

Viens no slavenākajiem optiskajiem teleskopiem Dienvidāfrikas lielais teleskops (SALT), lielākais uz zemes bāzētais optiskais instruments dienvidu puslodē, kas koncentrējas uz spektroskopiskiem pētījumiem. Tās primārais spogulis sastāv no 91 sešstūra spoguļa.

Tā atrašanās vietas dēļ SALT var uzņemt attēlus, kas nav pieejami ziemeļu puslodes observatorijām. Teleskopu finansē valstu grupa, kurā ietilpst: Vācija, Lielbritānija, Jaunzēlande, Indija, Dienvidāfrika, ASV un ... Polija.

Cits dizains, kas pazīstams ne tikai astronomijas aprindās, Liels divu lēcu teleskops (Lielais binokulārais teleskops, LBT). Abi teleskopa spoguļi ir monolīti, katrs ar diametru 8,4 m. Kopējā spoguļu platība ir 111 m2. Tādējādi LBT iespējas ir salīdzināmas ar viena spoguļa teleskopu, kura diametrs ir 11,8 m.

Subaru, japāņu teleskopam, kas darbojas redzamās gaismas un infrasarkanajā diapazonā, ar tā saukto aktīvo optiku, ir monolīts spogulis ar kopējo diametru 8,3 m (no kuriem 8,2 m tiek izmantoti novērošanai), kas izgatavots metinot 55, pārsvarā sešstūraini, segmenti. Tas ir aprīkots ar 261 izpildmehānismu, lai kompensētu jebkādus spoguļa izkropļojumus. Šis instruments atrodas Havaju Mauna Kea observatorijā.

Sauss, caurspīdīgs un bez cilvēkiem

protams Iepriekš minētais pārskats ir tikai ievads ceļojumam uz pasaules astronomijas galvaspilsētu, kas ir Atakamas tuksneša reģions Čīlē. Tieši šeit tika uzbūvēti pasaulē lielākie un jaudīgākie teleskopu kompleksi. Tiem ir labvēlīgi dabas apstākļi, piemēram, ārkārtīgi sauss gaiss, skaidras debesis un mazs iedzīvotāju skaits..

Tātad ir, piemēram, dienvidu daļa Dvīņu observatorija, kas sastāv no diviem 8,1 metra optiskajiem teleskopiem, kas atrodas divās dažādās vietās uz Zemes. Dvīņu teleskopus izstrādā un pārvalda konsorcijs, kurā ietilpst ASV, Apvienotā Karaliste, Kanāda, Čīle, Brazīlija, Argentīna un Austrālija. Viens no teleskopiem ziemeļu dvīnis (Gemini North, zināms arī kā Frederika K. Žiljeta teleskops) tika uzcelta uz Mauna Kea. Otrais - Dienvidu dvīņu māja (Gemini South) - uzcelts 2500 m augstumā virs jūras līmeņa, Cerro Pajon kalnā Čīles Andos.

Šobrīd tā tiek uzskatīta par lielāko optisko astronomisko observatoriju. Ļoti liels teleskops (VLT, ļoti liels vai liels, teleskops), kas pieder Eiropas Dienvidu observatorijai (ESO). Tas ir četru optisko teleskopu komplekts ar adaptīvo un aktīvo optiku, ar spoguļa diametru katrs 8,2 m (2), ko papildina četri regulējami optiskie teleskopi ar diametru 1,8 m interferometriskajiem pētījumiem.

Lielos teleskopus sauc par Antu, Kuyen, Melipal un Yepun, kas ir saistīts ar vietējo indiāņu mitoloģiju. Papildus tiem kompleksā ir VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) teleskops ar spoguļa diametru 4,1 m un VST (VLT Survey Telescope) ar spoguļa diametru 2,6 m.

VLT atrodas Paranāla observatorija Cerro Paranal kalnā (2635 m virs jūras līmeņa), Atakamas tuksnesī. Kalna virsotne ir viena no sausākajām vietām uz zemes. Četri galvenie teleskopi atrodas ēkās ar kontrolētu temperatūru. Šis dizains samazina nelabvēlīgo ietekmi, kas ietekmē novērošanas apstākļus, piemēram, gaisa turbulenci teleskopa caurulē, kas var rasties temperatūras izmaiņu un vēja dēļ. Saskaņā ar ESO teikto, VLT var "rekonstruēt attēlus ar leņķisko izšķirtspēju milisekundes diapazonā, kas ir līdzvērtīgs divu automašīnu priekšējo lukturu skatīšanai uz Mēness no Zemes".

Lielākie teleskopiskie spoguļi, kas darbojas uz Zemes

• Lielo Kanāriju teleskops (GTC): nodošana ekspluatācijā - 2002-2008 / diametrs - 10,4 m / atrašanās vieta - Roque de los Muchachos observatorija, Kanāriju salas, Spānija

• Hobby'ego-Eberly'ego teleskops: 1996 / 10 m / McDonald observatorija, Teksasa, ASV

• Kūka I un II: 1993-1996 / 10 m / Mauna Kea observatorija, Havaju salas, ASV

• Dienvidāfrikas lielais teleskops: 2005 / 9,2 m / Dienvidāfrikas Astronomijas observatorija, Ziemeļkāpa, RPA

• Divu objektīvu lielais teleskops: 2004 / 8,4 m / Mount Graham Starptautiskā observatorija, Arizona, ASV

• Subaru teleskops (JNLT): 1999 / 8,2 m / Mauna Kea observatorija, Havaju salas, ASV

• Antu, Kueyen, Melipal, Yepun (ļoti liels teleskops, VLT): 1998-2001 / 8,2 m / Paranāla observatorija, Antofagastas reģions, Čīle

• Dvīņi ziemeļos un dienvidos: 1999-2001 / 8,1 m / Mauna Kea observatorija, Havaju salas, ASV un Cerro Pachon (CTIO), Coquimbo reģions, Čīle

• Teleskop MMT (vairāku spoguļu teleskops): 2000 R. / 6,5 m / Whipple Observatory, Arizona, ASV

• Magellan 1 un 2: 2000-2002 / 6,5 m / Laskampanas observatorija, Atakamas reģions, Čīle

Nākotne (nedaudz neskaidra)

Lielāko zemes teleskopu klasifikācija var tikt pilnībā pārskatīta pēc dažiem gadiem. Uz Mauna Kea tiks uzcelta XNUMX metru ēka Trīsdesmit metru teleskops (TMT) ar aptuveno budžetu 1,4 miljardu ASV dolāru apmērā (4). Tā plānotā apertūra (cauruma diametrs, caur kuru ieplūst gaisma) ir deviņas reizes lielāka nekā Keck spoguļa virsma, un ir sagaidāms, ka tas radīs attēlus ar divpadsmit reizes lielāku izšķirtspēju nekā orbītā novietotajiem. Habla kosmiskais teleskops.

4. Trīsdesmit metru teleskopa vizualizācija Havaju salās.

Čīle veido eiropieti Īpaši liels teleskops (Īpaši liels teleskops, ELT), ar atvērumu 39 m (5). Kad tā darbosies, tā būs lielākā šāda veida struktūra, kas darbojas redzamās gaismas reģionā (6) un.

5. Īpaši lielā teleskopa vizualizācija

Gan TMT, gan ELT vajadzētu palaist ap 2024. gadu, lai gan pirmajā gadījumā tas nemaz nav nepieciešams. TMT projekts darbojas kopš 90. gadiem. Pirmās lāpstas zemē tika iedzītas tikai 2014. gadā, un drīz vien darbi tika pārtraukti, jo Havaju salu pamatiedzīvotāji protestēja pret teleskopa uzstādīšanu viņu svētajā kalnā Mauna Kea. Sākās tiesvedība. Pagājušajā gadā Havaju salu augstākā tiesa lēma par būvatļauju, bet vai tā var turpināties?

6. Ierosinātā ELT lieluma salīdzinājums ar Etihad stadionu Mančestrā.

Trešais plānotais sauszemes gigants ir milzu Magelāna teleskops Las Kampanas observatorijā Čīlē. Tās primārais spogulis sastāvēs no septiņiem segmentiem, katrs 8,4 m diametrā, nodrošinot izšķirtspēju, kas līdzvērtīga vienam spogulim 24,5 m diametrā (7).

7. Lielais Magelāna teleskops - vizualizācija

Pirms dažiem gadiem bija paredzēts, ka GMT sāks darboties 2021. gadā. Šodien datums ir paziņots pēc trim gadiem. Astronomi saka, ka teleskops būs pietiekami spēcīgs, lai sniegtu mums tiešu skatu uz planētām citās zvaigžņu sistēmās, spētu atklāt gaismu no visagrākajiem Visuma brīžiem un, iespējams, palīdzētu atbildēt uz lielākajiem jautājumiem mūsdienu kosmoloģijā, tostarp par to, kā veidojas galaktikas. tumšā matērija un tumšā enerģija, kā arī zvaigznes pēc Lielā sprādziena.

Uzcelta Čīlē. Liels sinoptiskās izpētes teleskops (LSST, Great Telescope for Synoptic Surveillance Observing) pamatā ir pieņēmums, ka lielie spoguļi ne vienmēr ir atslēga labākā teleskopa izveidošanai. Tam būs spogulis ar atvērumu “tikai” 8,4 m diametrā (parasti joprojām diezgan liels), taču tas to kompensē diapazonā un ātrumā. Tas ir izstrādāts, lai skenētu visas nakts debesis, nevis koncentrētos uz atsevišķiem mērķiem — izmantojot lielāko digitālo kameru uz Zemes, lai uzņemtu krāsainus timelapse video.

Saskaņā ar LSST korporācijas, kas būvē teleskopu kopā ar ASV Enerģētikas departamentu un Nacionālo zinātnes fondu, teikto, "LSST nodrošinās bezprecedenta trīsdimensiju masu sadalījuma kartes Visumā", kas varētu izgaismot noslēpumaino tumšo enerģiju. kas veicina telpas paātrinātu paplašināšanos. Tas ļaus arī pilnībā inventarizēt mūsu pašu Saules sistēmu, tostarp potenciāli bīstamos asteroīdus, kuru izmērs ir līdz 100 m. Ierīces nodošana ekspluatācijā paredzēta 2022. gadā.

Ausis ir lielākas par acīm

Viens no pasaulē atpazīstamākajiem uz zemes izvietotajiem astronomiskajiem instrumentiem ir darbojies kopš 1963. gada netālu no Aresibo, Puertoriko. Tas ir radioteleskops ar antenas diametru 305 m, kas ir daudz lielāks nekā jebkura esošā vai plānotā gandrīz 40 m optiskā teleskopa spogulis. alumīnija paneļi.

Struktūru radioastronomijā, atmosfēras un radaru pētījumos izmanto vairākas institūcijas: Kornela universitāte, SRI International, USRA un Puertoriko Metropolitēna universitāte sadarbībā ar Nacionālo zinātnes fondu. Piekļuve teleskopam tiek piešķirta zinātniskajām vienībām, pamatojoties uz pieteikumiem, ko izskatījusi neatkarīga komisija. No 1963. līdz 2016. gadam radioteleskopam bija lielākais viens šķīvis pasaulē. Tikai 2016. gadā bija lielāks FAST radioteleskops Ķīnā.

Arecibo kupola forma ir sfēriska (nav paraboliska kā lielākajai daļai radioteleskopu). Tas ir saistīts ar veidu, kā radioteleskops ir vērsts uz signālu – šķīvis stāv, bet uztvērējs kustas. Pats uztvērējs tika novietots uz 900 tonnu smagas konstrukcijas, kas piekārta 150 m augstumā uz astoņpadsmit kabeļiem, nostiprināta uz trim dzelzsbetona balstiem. Otrā un trešā bļoda fokusē atstarotos viļņus uz antenu. Uztvērēja mobilitāte ļauj virzīt radioteleskopu uz jebkuru 40 grādu konusa punktu ap zenītu.

Arecibo radioteleskops ir padarījis iespējamus daudzus slavenus zinātniskus atklājumus. Pateicoties viņam:

• 7. gada 1964. aprīlī, nepilnus sešus mēnešus pēc nodošanas ekspluatācijā, Merkurs apriņķoja Sauli nevis 88, bet 59 dienās;
• 1968. gadā periodisku (33 ms) radio impulsu atklāšana no Krabja miglāja sniedza pirmos pierādījumus par neitronu zvaigžņu esamību;
• 1974. gadā Rasels Alans Huls un Džozefs Hūtons Teilors atklāja pirmo pulsāru bināro sistēmu un ar tās palīdzību pārbaudīja relativitātes teorijas pareizību – par to vēlāk saņēma Nobela prēmiju fizikā;
• 1990. gadā poļu astronoms Aleksandrs Volšans izmērīja pulsāra PSR 1257+12 svārstību periodus, kas ļāva viņam atklāt pirmās trīs ārpussolārās planētas, kas riņķo ap to;
• 2008. gada janvārī, pateicoties radiospektroskopijas novērojumiem, galaktikā Arp 220 tika atklātas metamīna un ūdeņraža cianīda prebiotiskās daļiņas.

Viens no lielākajiem uz zemes izvietotajiem astronomiskajiem instrumentiem ir radio antenu sistēmas. Atakamas lielais milimetru/submilimetru masīvs (ALMA). Tie atrodas Čaintoras plato Čīles Andos, vairāk nekā 5 metru augstumā. m virs jūras līmeņa.Observatorija atrodas tik augstu, ka tajā strādājošajiem astronomiem ir jāizmanto skābekļa maskas. Tas sastāv no 66 precīzi izgatavotiem radioteleskopiem, kuru diametrs ir 12 un 7 metri. ALMA ir daļa no Event Horizon komandas, kas nesen “redzēja” melno caurumu.

ALMA darbojas diapazonā no 31,3 līdz 950 GHz. Tam ir daudz augstāka jutība un izšķirtspēja nekā esošajiem submilimetra viļņa garuma teleskopiem, piemēram, Džeimsa Klerka Maksvela teleskopam vai citiem radioteleskopu tīkliem, piemēram, Submilimetra sensors (SMA) Orāzs IRAM Plateau de Bure.

Šāda viļņa garuma starojums bieži nāk no aukstākajiem un attālākajiem objektiem kosmosā, tostarp no gāzu un putekļu mākoņiem, kuros dzimst jaunas zvaigznes, un no tālām galaktikām novērojamā Visuma malās. Telpa šajos viļņu garumos vēl nav rūpīgi izpētīta, jo vērtīgiem novērojumiem nepieciešami instrumenti, kas atrodas vietā, kas garantē ne tikai labus laika apstākļus novērojumiem, bet arī ļoti zemu mitrumu.

8. Rietumaustrālijas kvadrātkilometru masīva vizualizācija.

Jau gadiem ir plānots radioteleskopu tīkls ar kopējo platību 1 km² - Kvadrātkilometru masīvs (SKA). Tas tiks būvēts dienvidu puslodē, Dienvidāfrikā un Austrālijā (8), kur Piena Ceļa novērojumi ir visvieglāk un kur elektromagnētiskie traucējumi ir minimāli. Paredzams, ka būs vairāk nekā 100 tūkst. zemas frekvences antenas, kas atrodas Austrālijā un simtiem antenu Dienvidāfrikā. Kad šis komplekts būs pabeigts, SKA būs radioteleskopu karalis ar jutību, kas 50 reizes pārsniedz jebkuru jebkad uzbūvētu radioteleskopu. Šāda jauda varēja izpētīt Visuma signālus pirms 12 miljardiem gadu! Komplekss darbosies frekvenču diapazonā no 70 MHz līdz 10 GHz.

Entonijs Šinkels, infrastruktūras konsorcija CSIRO SKA direktors, Austrālijas pētniecības aģentūra, kas pārvalda projekta Austrālijas pusi, sacīja medijiem.

-

Investīcijām nepieciešama speciāla infrastruktūra, tai skaitā atrašanās vieta 65 kv.m. optisko šķiedru kabeļi, ko izmanto datu pārraidei no antenām uz SKA superdatoru ierīcēm.

Paredzams, ka tas sāks darboties līdz 2030. Observatoriju būvē starptautisks konsorcijs, kurā ietilpst Austrālija, Lielbritānija, Kanāda, Ķīna, Indija, Itālija, Jaunzēlande, Zviedrija un Nīderlande, kā arī Botsvāna, Gana, Kenija, Madagaskara. , Maurīcija, Mozambika, Namībija un Zambija.

Pagājušā gada jūlijā to pieņēma Dienvidāfrika. MeerKAT radioteleskopiskais tīkls, 64 antenu masīvs daļēji sausajā Karoo reģionā. Katras antenas diametrs ir 13,5 metri, un kopā tās darbojas kā viens milzu teleskops, kas paredzēts radio signālu savākšanai no kosmosa. Nākotnē tas kļūs par daļu no iepriekš minētā starpkontinentālā kvadrātkilometru masīva. Pēc MeerKAT palaišanas zinātnieki savienoja spēcīgu MeerLITCH optiskais teleskopsvienlaicīgai kosmosa parādību optiskai un radio izpētei.

Pols Groots no Radbūdas universitātes Nīderlandē sacīja AFP.

Iepriekš minētais milzu radioteleskops ĀTRI (9), ko Ķīna uzbūvēja Guidžou provincē, un tam ir XNUMX metru sfērisks teleskops, kura bļodas diametrs ir aptuveni vienāds ar trīsdesmit futbola laukumiem. Tāpat kā Arecibo radioteleskops, tas ir aprīkots ar fiksētu galveno antenu un kustīgu viļņu sensoriem virs tā kupola, lai tas varētu pētīt objektus, kas neatrodas zenītā, un var analizēt objektus, kas atrodas tālāk no zenīta nekā Arecibo instruments.

9. FAST radioteleskops Ķīnā

ĀTRI darbojas diapazonā no 0,7-3 GHz. Radioteleskopa izpētes mērķis ir neitrāla ūdeņraža uzkrāšana Piena Ceļā un citās galaktikās, pulsāru noteikšana (gan mūsu galaktikā, gan ārpus tās), molekulu izpēte starpzvaigžņu telpā, mainīgo zvaigžņu meklēšana un meklēšana ārpuszemes dzīvībai (ietvarā programma SET). Paredzams, ka FAST spēs noteikt citplanētiešu civilizāciju signālu pārraides vairāk nekā 1 metra attālumā. gaismas gadi.

Paredzams, ka FAST tiks palaists līdz 2019. gada beigām. Tomēr nesen Ķīna apstiprināja plānu uzbūvēt citu, vēl lielāku radioteleskopu. Plānots, ka tas sāks darboties 2023. gadā.

Lielākie uz zemes izvietotie radioteleskopi

• Sfēriskais teleskops ar XNUMX m atvērumu (ĀTRI): nodošana ekspluatācijā - 2019 (plāns) / paraboliskās antenas diametrs - 500 m / atrašanās vieta - Pingtang, Guizhou province, Ķīna

• Arecibo observatorija: 1963/305 m / Aresibo, Puertoriko

• Radioteleskops Zeleny Bank im. Roberts S. Bārds: 2002 / 100 gadi 110 m / Green Bank, Rietumvirdžīnija, ASV

• Efelsbergas radioteleskops: 1971/100 m / Bādminstereifele, Vācija

• Lowell radioteleskops: 1957/76 m / Jodrell Bank observatorija, Maklsfīlda, Češīra, Apvienotā Karaliste

Kosmiskā redze vājinās

Mēs nesen rakstījām par kosmosa teleskopiem atsevišķā ziņojumā par godu to darbības beigām. Keplera teleskops. Kopš tā laika ir bijušas vairākas neveiksmes, kas liek zinātniekiem, īpaši ASV, uztraukties par savām "acīm kosmosā". Kosmosa teleskopi, kuru ēra sākās 1990. gadā, noveco, ja vien tie vairs netiek lietoti vai nav bojāti. Un viņam nav ne līdzekļu, ne lielas politiskās gribas tos aizstāt.

Tiešās kosmosa observatorijas programma tika izveidota 70. un 80. gados, un tā sastāvēja no četrām lielām teleskopiskām misijām, kas aptver visu gaismas spektru kosmosā.

Komptonas gamma observatorija to izmantoja, lai tvertu visspēcīgākos sprādzienus Visumā.

Spicera kosmiskais teleskops ir izmantots, lai meklētu infrasarkano starojumu no eksoplanētām un jaundzimušajām zvaigznēm.

Čandras rentgenstaru observatorija var izpētīt melno caurumu dziļumu un atklāt pierādījumus tumšās matērijas un tumšās enerģijas esamībai. Izrādes spilgtākais punkts, protams, bija redzamā un ultravioletā gaisma. Habla kosmiskais teleskops.

Teleskops Comptona tas pārtrauca darboties 2000. gadā, kad problēma ar tā žiroskopu, kas ļāva teleskopam griezties, iezemēja ierīci. Špicers lēnām attālinās no Zemes un beidz savu misiju, kad nākamajā gadā zaudē kontaktu ar komandcentru. Šis zaudējums bija gaidāms, bet grūtības z Habls un Čandra, kas parādījās gadu mijā, bija negaidīti likteņa sitieni.

Lai gan Čandra atgriezās tīklā dažas dienas pēc tam, kad kļūme vienā no žiroskopiem piespieda teleskopu pāriet drošajā režīmā, arī Habla problēmas tika atrisinātas, taču brīdinājuma signālu iedegās daudzi ASV zinātnieki. Viņi uzskatīja, ka šīs ierīces nekalpo mūžīgi, un šodien tuvākajā horizontā nav nekā, kas varētu efektīvi aizstāt kosmosa astronomisko infrastruktūru.

NASA pašreizējās kosmosa observatorijas vadošais projekts Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST)bet šīs 10 miljardās vienības nodošana ekspluatācijā pastāvīgi kavējas - projektēšanas vai investīciju kļūdu dēļ. NASA nesen paziņoja, ka Vebs nesāks palaišanu agrākais 2021. gadā.

Pat ja tas beidzot izdotos, JWST piedāvā tikai infrasarkano staru novērojumus. Izredzes pētīt citas gaismas spektra daļas labākajā gadījumā ir drūmas. Nav zināms, kas aizstās Habla teleskopu.

NASA arī neplāno izveidot lielas rentgenstaru observatorijas, kas būtu gatavas turpināt Chandra misiju. Savā ziņā Compton vietā parādījās mazāks Fermi teleskopstomēr tagad tam ir desmit gadi, kas nozīmē, ka tas ir pārsniedzis paredzēto darbības laiku pat par pieciem gadiem. Tāpēc sagaidāms, ka Habla orbītā paliks vismaz līdz 2027. gadam un, iespējams, pat ilgāk, līdz JWST beidzot nonāks kosmosā.

Par laimi, citas nacionālās kosmosa aģentūras strādā pie līdzīgām programmām, taču arī to īstenošana prasīs zināmu laiku. Eiropas Kosmosa aģentūra būvē Rentgena observatorija ATHENAkas tiks laists klajā 30. gados.

2016. gadā Ķīna paziņoja, ka tā izveidos savu optisko teleskopu ar redzes lauku, kas XNUMX reizes pārsniedz Habla. Tomēr nav zināms, kad. Tomēr kosmosā mums jau ir pieticīgāku "mazo un vidējo pētnieku" tīkls, kas maksā daudz mazāk nekā lieli projekti. Viens no viņiem nesen tika atlaists Tranzīta eksoplanetu izpētes satelīts (TESS)kura mērķis ir atrast nezināmas pasaules.

Kādus teleskopus beigās izveidos un nosūtīs kosmosā, lems tā saucamā ASV. NAS desmitgades apskatsA, plānots 2020. gadā. Viņš īpaši apsvērs iespēju īstenot projektu Liels ultravioletais optiskais infrasarkanais mērītājs (LUVOIR), ar spoguļa diametru 15 m To uzskata par Habla teleskopa uzlabotu versiju. Tāpat kā Habls, arī šis instruments novēros Visumu ultravioletā, infrasarkanā un redzamā viļņa garumā.

Vēl viens projekts tiek izskatīts Dzīvojamo eksoplanetu observatorija (HabEx). Tās mērķis ir novērot potenciāli apdzīvojamas eksoplanetas ap Saules zvaigznēm. HabEx izmantos lielu zvaigžņu zvaigzni (10), lai bloķētu zvaigžņu gaismu, ļaujot teleskopam pētīt eksoplanētas vēl nepieredzēti detalizēti.

10. Kosmosa koronogrāfa darba vizualizācija (zvaigžņu ēna)

Iespējamais Čandras pēctecis lūši, ierosinātais kosmosa teleskops, kas atvērs "neredzamu" telpu augstas enerģijas rentgenstaru diapazonā. Visbeidzot, ir dizains Origins kosmiskais teleskops ir tālo infrasarkano staru observatorija, kas iekļūs putekļu mākoņos, lai iegūtu spilgtu skatu uz zvaigznēm un eksoplanētām zvaigžņu veidošanās reģionos.

Tos var uzskatīt par nākamās paaudzes versiju. Heršela kosmosa observatorija, Eiropas misija, kas četrus gadus novēroja Visumu infrasarkanajā starā un tika pabeigta 2013. gadā.

Gravitācijas viļņu detektoru uzlabošana

LIGO detektori (lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatorija) un Virgo detektori aprīlī pēc pārtraukuma atsāka telpas-laika viļņu, tas ir, gravitācijas viļņu, medības.

Mūsu kosmiskā pieskāriena sajūta, visticamāk, atkal sajutīs šādas vibrācijas.

- teica prof. Kristofers Berijs no ASV Ziemeļrietumu universitātes.

Līdz šim viņi ir izmērījuši desmit melno caurumu sadursmes un vienu sadursmi starp divām neitronu zvaigznēm - neticami blīviem objektiem, kas pēc masas ir tuvu Saulei, bet nav lielāki par nelielu pilsētu. Tomēr šobrīd vienkārši gravitācijas viļņu noteikšana vairs nav interesantākais mērķis. Mūsdienās detektori būtībā kalpo tam pašam mērķim kā teleskopi, bet gaismas vietā tie mēra gravitāciju.

Šā gada februārī Amerikas un Lielbritānijas institūcijas paziņoja, ka LIGO gravitācijas viļņu detektors nākotnē tiks ievērojami uzlabots.

Projektā savu ieguldījumu sniegs ASV Nacionālais zinātnes fonds Uzlabotais LIGO Plus (ALIGO+) 20,4 miljonus ASV dolāru un UK Research pievienos vēl 13,7 miljonus ASV dolāru. Arī Austrālija sniegs finansiālu ieguldījumu. Paplašinājums attieksies uz abām vietām, kur atrodas LIGO. Tā ietvaros ierīce tiks bagātināta, iekļaujot tajā 300 metrus garu vakuuma kameru, kas ļaus manipulēt ar detektorā izmantoto lāzeru īpašībām un samazināt fona troksni.

LIGO sastāv no diviem L formas interferometriem, viens atrodas Hanfordā, Vašingtonā un otrs Livingstonā, Luiziānā. Abi interferometri ir 4 km gari. LIGO darbojās no 2002. līdz 2010. gadam, pēc tam tika slēgta paplašināšanai un atkal tika uzsākta 2015. gadā. Neilgi pēc tam, pateicoties viņam, tika veikts slavenais gravitācijas viļņu atklājums. Kopš tā laika observatorija ir piedzīvojusi nelielus paplašinājumus, kas ir palielinājuši tās jutīgumu par aptuveni 50%.

ALIGO+ būs daudz efektīvāks rīks nekā līdz šim izmantotā iestatīšana. Paredzams, ka, uzlabojot atklāšanas tehnoloģiju, līdz 2022. gadam detektors reģistrēs vairākus gravitācijas notikumus dienā.

Paplašināšanās palielinās ne tikai novērojumu biežumu, bet arī kvalitāti. Piemēram, pateicoties trokšņu samazināšanai, zinātnieki varēs noteikt, kā melnie caurumi griezās pirms apvienošanās. Pašlaik mēs nevaram veikt šādus novērojumus. Vakuuma kamera samazinās spiedienu uz spoguļiem un samazinās fotonu svārstības. Turklāt spoguļi saņems jaunu pārklājumu, kam vajadzētu samazināt termisko troksni četras reizes. Pirmajiem darbiem, kas veikti saskaņā ar ALIGO+, jāsākas aptuveni 2023. gadā.

11. Spoguļu izmēru salīdzinājums esošajiem un plānotajiem teleskopiem.

Plānots arī būvēt kosmiskā gravitācijas viļņu detektors LISA Pathfinder. Taču tā ir tālāka nākotne – agrākie 30. gadi.

***

Lielie atklājumi, ko mēs veicam ar arvien jaudīgākiem astronomijas instrumentiem, mudina mūs veidot jaunas, jaudīgākas un jutīgākas observatorijas (11). Ja šobrīd nevaram aizlidot uz attālākajiem kosmosa nostūriem, tad vismaz cenšamies tajos ieskatīties pēc iespējas tuvāk. Mēs ceram, ka mūsu kosmiskās sajūtas mums pateiks, kurp doties, kad mums būs tehniskās iespējas ātriem un dziļiem kosmosa ceļojumiem.