Mit Pluto von Millionen von Meilen hinter uns und Bau des James-Webb-Space-Teleskop bewegt sich schnell entlang, Astronomen denken bereits über die Nächste Große Mission. An der Spitze Ihrer Wunschliste? Ein vierzig Fuß breiten orbital-Teleskop, sucht Sie für den Nachweis von Leben außerhalb der Erde.
An der American Astronomical Society treffen in dieser Woche von Vertretern der Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) teilten Ihre Hoffnungen und Träume für das nächste Flaggschiff, Weltraum-Observatorium—der Nachfolger des JWST, die geplant ist der Start im Jahr 2018 und bis zu einem Jahrzehnt.
Diese zukünftige mission, die nicht starten, bis die 2030s, wird versuchen, Antworten auf zwei grundlegende Fragen. Ein: ob oder ob nicht, wir sind alleine im Universum. Zwei: wie sich die Bausteine des Universums haben sich im Laufe der kosmischen Zeit.
Es ist eine kurze, süß, und wahnsinnig ehrgeizige agenda. Um das zu erreichen, brauchen wir ein Raumschiff weiter Fortgeschritten als alles, was Menschen je gebaut haben—ein Teleskop mit zehn mal das zu sehen, macht von Hubble. Wie ein Astronom ausdrückte, reden wir über das Hubble-HD.
“Der Weg nach [entdecken] Lebenswelten erfordert ein acht-bis 12-meter-Weltraum-Teleskop”, sagte Natalie Batalha, ein Astronom studiert, Exoplaneten, NASA ‘ s Ames Research Center. “Dies ist, was können durchweg Umfrage sonnenähnlichen Sterne innerhalb von 30 parsec.” Wie erklärt Batalha, 30 parsec (knapp 100 Lichtjahre), ist die radiale Distanz, die wir decken müssen, um die Umfrage mehrere Dutzend Erde-sized Planeten in der bewohnbaren zone eines sonnenähnlichen Sternen.
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Wenn es Leben gibt, und wenn wir können Profil eine anständige Zahl von Kandidaten Welten, wir werden eine vernünftige Aufnahme zu finden.
Putting ein acht-bis 12 m (26 bis 40 Fuß) Teleskop in den Weltraum wird ein gewaltiges Unterfangen werden. Zum Vergleich, das James Webb Space Telescope—eine 8,7 Milliarden dollar, tennis-court-Größe-Gerät, das wird den Astronomen ermöglichen, zu sehen, das erste Licht vom Anfang des Universums—hat ein 6.5 meter (21 Fuß) Hauptspiegel. JWST ist mager im Vergleich zum Tier ein Sternengucker Astronomen bauen wollen, in der 2030s.
Scale-Modell des James-Webb-Space-Teleskop. Es ist riesig! Image Credit: Northrop Grumman
Aber das scaling-up ist genau das, was wir tun müssen, wenn wir gehen, um Fang das schwache Licht aus Fernen Welten. Wir haben bereits erkannt, Tausende von Exoplaneten mithilfe der transit-Photometrie, aber wir haben nur direkt abgebildet eine Handvoll. Und alle die Planeten, die wir haben “gesehen” stürmischen Kugeln aus gas, die Welten größer als Jupiter, der fast sicher nicht bewohnbar.
“Mit moderner Technik, haben wir nicht die Fähigkeit, das Bild einer Solaranlage analog,” Batalha gesagt. “Das ist, wo wir hin wollen.”
Um Einblick in die kleinen, felsigen Planeten in der bewohnbaren zone von hellen, G-Typ-Sternen (Sterne wie unsere Sonne), und zur Untersuchung Ihrer Atmosphären für Anzeichen von Leben, brauchen wir ein Teleskop mit einer riesigen öffnung. Ein Teleskop, das unterdrücken kann, starlight um einen Faktor von zehn Milliarden Euro. Und es hat sich im Raum, über die Verschleierung der Dunst in der Atmosphäre.
Aber JWST Nachfolger werden sich nicht nur mit der Suche nach Leben. Es wird uns auch helfen, zu lernen, wie die Bausteine der Materie entwickelte sich im Laufe der kosmischen Zeit—in einem Sinne, Sondieren, eine noch grundlegendere Frage, wo das Leben herkommt. “Wollen wir gehen vom Urknall zum bio-Signaturen, die Sie brauchen, um zu verstehen, die evolution der Atome im Universum”, sagte John O ‘Meara von Saint Michael’ s College.
Als Astrophysiker die Untersuchung der Bildung von Galaxien, O ‘ Meara hat einen anderen Plan für die JWST-Nachfolger. Er will verstehen, die Bildung und die Bewegung der Elemente auf enorme Skalen. “Wie und wo wird der Lebenszyklus von Atomen entwickeln?” O ‘ Meara sagte. “Wie kommen wir an die Sauerstoff Sie atmen? Um diese Fragen zu beantworten, müssen wir die letzten zehn Milliarden Jahre der Wechselwirkungen von gas und Galaxien.”
Die Erfüllung dieser Wissenschaft zwei Ziele—die evolution der Materie und die evolution des Lebens—eine suite von Instrumenten, die Messungen über einen Bereich von Wellenlängen, einschließlich sichtbares, ultraviolettes und nahen Infrarot. Paar diese Präzisions-Instrumente mit einem vierzig Fuß Hauptspiegel, sekundärspiegel, der Kommunikation, eine starshade und Antrieb, und wir unterhalten eines der modernsten Stücke von Technologie, die Menschen je vorgestellt haben.
Zum Glück, werden wir in der Lage, alle die Kenntnisse, die wir gesammelt haben Planung und Bau von anderen Weltraum-Teleskope, die in den letzten fünfzig Jahren.
“Jeder sollte Träume groß”, sagte Marc Postman, der das Space Telescope Science Institute. “Aber auch Traum-smart. Wir wollen das zu nutzen, was wir gelernt haben von Hubble, was wir gelernt haben-von der Entwicklung des JWST, was wir gelernt haben, aus dem Studium der anderen Missionen, die noch nicht zum tragen kommen.”
Zum Beispiel, eine große Herausforderung das JWST Ingenieure war, wie Sie tatsächlich senden Sie eine 6,5-meter-Spiegel breit in den Raum. Die Lösung ist? Ein paar kleinere Spiegel, die sich entfalten in den orbit, wie gold-plated Raum origami.
“James Webb hat uns gelehrt, eine Menge darüber, wie zu bauen eine große, segmentierte Weltraumteleskop,” Postman sagte. “Ein acht-oder zwölf-meter-Teleskop zu haben, um segmentiert zu werden.”
Es gibt noch viele technische Herausforderungen zu erarbeiten—aber das ist der Grund, warum wir angefangen zu denken, über JWST Nachfolger jetzt. Bis 2030 kann das Gefühl der Fernen Zukunft, aber für Astronomen, es ist ein kosmisches Augenzwinkern entfernt.
“Eine Geschichte ist die Entfaltung,” Batalha gesagt. “Es ist eine Geschichte, die dauert eine lange Zeit—diese wirklich großen Unternehmungen der Menschheit verpflichtet sich, eine Menge Zeit zu planen und auszuführen.”
“Wir sind am Rande des seins in der Lage, Beweise zu finden, von Leben außerhalb der Erde,” fügte Sie hinzu. “Wir haben die Fähigkeit, es zu tun, und wir wissen, wie es zu tun. Aber es ist ein multi-Jahrzehnt, den Generationen bemühen.”
Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Gizmodo am 7. Januar 2015.
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Oben: Künstlerische Konzeption von Kepler-186f, einem felsigen, Erde-sized exoplanet möglicherweise in der bewohnbaren zone seines Sterns. Bild-Kredit: NASA/SETI/JPL