Afin de trouver la « prochaine terre », la NASA prévoit de dépenser 11 milliards de dollars américains pour construire le télescope Hubble 2.0
Parmi les plus de 8 000 objets volants artificiels flottant au-dessus de nous, le télescope Hubble est probablement le plus légendaire et le plus connu.
L'idée du télescope Hubble remonte à 1946. L'astronome Lyman Spitzer a proposé qu'un observatoire construit dans l'espace puisse observer plus de rayons infrarouges et ultraviolets absorbés par l'atmosphère, et que la limite d'observation soit plus élevée.
Après près d'un demi-siècle de conception et de fabrication, le télescope Hubble a finalement été mis en orbite à 600 kilomètres du sol par la navette spatiale Discovery le 24 avril 1990, et il est toujours opérationnel depuis.
▲"Les piliers de la création", l'une des photos les plus célèbres prises par le télescope Hubble
Au cours des 31 dernières années, plus de 17 000 articles ont été produits sur la base des informations basées sur les observations de Hubble. De l'énergie noire aux planètes extérieures aux trous noirs, Hubble a aidé les astronomes à percer les secrets de l'univers les uns après les autres, agissant comme les yeux des êtres humains.
Depuis sa mise en service, le télescope Hubble a subi 5 maintenances manuelles, et il y a d'innombrables pannes logicielles, petites et grandes.
En juin de cette année, le télescope Hubble a été suspendu en raison d'une défaillance du système et est passé au système de secours ; le 26 octobre, le télescope Hubble est entré en mode sans échec en raison de problèmes de communication internes.
Combien de temps peut durer ce « Eye in Space », initialement prévu pour fonctionner jusqu'en 2013 ? Les astronomes ne sont pas encore en mesure de donner une réponse définitive, mais ce qui est certain, c'est que le vieux Hubble est sur le point de se reposer.
Afin de voir un univers plus large, les scientifiques pensent qu'il est nécessaire de trouver un "successeur" pour Hubble dès que possible.
Où est la prochaine "terre" ?
Existe-t-il une autre vie dans l'univers ? Quelle est la prochaine planète propice à l'habitation humaine ? Ces questions que j'ai lues dans « Cent mille pourquoi » quand j'étais enfant, la communauté scientifique n'a pas encore trouvé la réponse.
La bonne nouvelle est que ces questions seront probablement au centre des travaux d'astronomie de la NASA au cours des 10 prochaines années.
L'Académie nationale des sciences, de l'ingénierie et des sciences médicales a publié la semaine dernière un rapport d'enquête intitulé « Astronomy and Astrophysics Decade 2020 Survey » (Astro2020), qui mentionnait trois thèmes de recherche majeurs à privilégier par l'astronomie américaine au cours des 10 prochaines années. rechercher d'éventuelles exoplanètes habitables, comprendre les mystères des trous noirs et des étoiles à neutrons, et étudier la formation et l'évolution des galaxies.
S'appuyant sur les équipements d'observation existants, il n'est pas facile d'atteindre ces objectifs. Par exemple, lors de la recherche d'exoplanètes potentiellement habitables, car les étoiles proches sont généralement des dizaines de milliards de fois plus lumineuses que les planètes, les planètes faibles sont facilement obscurcies par leur lumière. l'observation.
Par conséquent, afin d'atteindre un objectif de recherche aussi important, la première tâche des astronomes est de "mettre à niveau l'équipement".
Le plan mentionne que la NASA financera et construira un nouveau télescope beaucoup plus grand que le télescope Hubble et équipé à la fois de détecteurs ultraviolet, visible et infrarouge. Son coût est estimé à 11 milliards de dollars. Idéalement, il sera investi au début des années 40. utilisation.
Le nouveau télescope sera équipé de coronographes et d'autres équipements, de sorte que lors de l'observation d'exoplanètes, il puisse réduire efficacement les interférences lumineuses des étoiles proches pour une observation ultérieure.
Dans une interview avec Axios, le scientifique en chef John O'Meara de l'Observatoire de Keck a brièvement présenté ce grand programme d'exploration planétaire.
Au cours des 10 prochaines années, les scientifiques devront rechercher au moins 100 étoiles semblables au soleil et filtrer les planètes potentiellement habitables en fonction des orbites des planètes qui les entourent.
Ensuite, les astronomes ont effectué une analyse spectrale sur les 25 planètes les plus probables pour étudier leur composition atmosphérique et s'il y avait des signes de vie.
Le nouveau type de télescope jouera alors un rôle important : grâce à la lumière réfléchie par l'exoplanète, les scientifiques pourront calculer la composition chimique de son atmosphère. S'il y a des composants tels que l'oxygène, le méthane et l'eau dans l'atmosphère, alors cette planète est susceptible de reproduire la vie.
"Lorsque nous verrons les premiers signes de vie dans l'univers autres que les humains et que nous verrons les traces de vie dans le monde lointain, la position des humains dans l'univers changera fondamentalement", a souligné John O'Meara dans une interview.
D'autre part, il a également ajouté que si les humains observent 25, 50 ou même 100 exoplanètes sans aucune découverte, cela changera aussi fondamentalement la vision de l'univers.
Étant donné que cette tâche d'observation nécessite l'analyse collaborative de plusieurs spectres, y compris l'ultraviolet, le visible et l'infrarouge, il est très nécessaire de construire un nouveau grand télescope. Cependant, à en juger par diverses expériences passées, il est fort probable que ce nouveau programme d'exploration spatiale ne se déroulera pas sans heurts.
Construire le deuxième "Hubble" n'est pas facile
Télescope à rayons gamma Compton
Entre 1990 et 2003, la NASA a développé et lancé avec succès 4 grands télescopes spatiaux, à savoir le télescope spatial Hubble, le télescope à rayons gamma Compton (qui s'est écrasé en 2000), le télescope à rayons X Chandra et le télescope spatial stratégique Spey, qui est également connu sous le nom de programme d'observatoire orbital à grande échelle.
Télescope à rayons X Chandra
Le projet d'observatoire orbital à grande échelle a fait avancer la recherche en astronomie dans une ère. Étant donné que les rayons infrarouges, les rayons X et les rayons gamma ont du mal à pénétrer dans l'atmosphère terrestre, les observations ne peuvent être effectuées qu'à l'aide de télescopes spatiaux situés dans l'espace, et chaque télescope est dédié à son son propre domaine et a apporté une contribution importante.
En 1996, la NASA, l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale canadienne (ASC) ont commencé à coopérer au développement de la prochaine génération de télescopes spatiaux, du nom du deuxième directeur de la NASA, James Webb, avec un budget de 500 millions de dollars américains. Il est prévu pour 2007 Mise en service.
Cependant, la difficulté de construire le télescope spatial James Webb (JWST) a largement dépassé les attentes de la NASA. En raison des nombreux retards d'ingénierie et des dépassements de coûts du projet, JWST a subi une refonte majeure en 2005, et le temps de lancement a été retardé. , Jusqu'en 2021 JWST est enfin possible de se lancer.
Le JWST, initialement prévu pour être lancé le 31 octobre 2021, a été reporté au 18 décembre 2021 en raison de problèmes avec le lanceur Ariane 5. S'il n'y a pas d'accident, un mois plus tard, ce projet majeur de 24 ans inaugurera une percée historique.
JWST est souvent considéré par le monde extérieur comme le successeur de Hubble, mais le travail des deux n'est en fait pas exactement le même. La tâche principale de JWST est d'observer les rayons infrarouges résiduels de la théorie du Big Bang, c'est-à-dire d'observer l'état de l'univers primitif, de sorte que sa forme et son environnement de travail sont très différents de ceux du télescope Hubble.
Le premier est l'altitude. Comparé à la hauteur orbitale de 600 km du télescope Hubble, JWST est beaucoup plus loin, 374 000 km lorsqu'il est le plus proche de la terre (point d'arc proche) et 1,5 milliard de km lorsqu'il est le plus éloigné (point d'arc éloigné) .
En effet, la lentille de JWST doit être maintenue en dessous de 50K (−220 °C).Afin de maintenir la basse température, JWST a conçu 5 couches de capots pouvant résister à environ 300 °C pour bloquer la lumière réfléchie par le soleil et la terre. .
Du point de vue de l'apparence, JWST est presque composé de cet énorme objectif et d'un pare-soleil.Son miroir principal a un diamètre de 8 mètres, et la surface du miroir est plus de 5 fois celle du télescope Hubble, tandis que la surface du le parasol équivaut à un court de tennis.
C'est un énorme problème pour une structure aussi énorme d'être libérée et dépliée avec précision et en toute sécurité dans l'espace. L'ingénieur de la NASA, Mike Menzel, a mentionné lors de la conférence de presse que le déploiement du bouclier solaire JWST sera la tâche de déploiement la plus compliquée, avec plus de 300 échecs possibles.
Selon les statistiques, JWST estime que cela coûtera jusqu'à 9,66 milliards de dollars américains, dépassant de loin le budget prévu. De nombreux astronomes craignent qu'en raison du long retard de JWST et d'un sérieux dépassement de budget, la construction d'un nouveau télescope puisse être difficile à obtenir un soutien financier.
Mais d'un autre point de vue, le JWST en difficulté a également laissé une grande expérience de développement précieuse.
Dans le rapport Astro2020, de nombreuses leçons de développement du JWST ont été résumées et quatre concepts de mission plus détaillés ont été proposés.Le plan de développement du nouveau télescope est plus complet que le JWST d'origine.
Si le plan est exécuté sans heurts, la compréhension de l'univers par l'humanité ouvrira la voie à un autre saut. La vie extraterrestre existe-t-elle dans l'univers ? La réponse à cette question sera probablement révélée au cours de ce siècle.
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