211service.com
Zijn we alleen? NASA's 30-jarige doel om de grootste vraag van astrofysica te beantwoorden
De afgelopen 30 jaar heeft er een revolutie plaatsgevonden in de astronomie en ons begrip van het heelal. Dat is grotendeels te danken aan een relatief klein aantal in een baan om de aarde draaiende observatoria die de manier waarop we naar onze kosmos kijken hebben veranderd.
Deze observatoria hebben waarnemingen geleverd uit elk deel van het elektromagnetische spectrum, van NASA's Compton Gamma Ray Observatory aan het zeer hoge energie-einde tot HALCA, een Japanse 8-meter radiotelescoop aan het lage-energie-einde. Dan is er de Hubble-ruimtetelescoop in het zichtbare deel van het spectrum, misschien wel de grootste telescoop in de geschiedenis.
Het is eerlijk om te zeggen dat deze observatoria een diepgaand effect hebben gehad, niet alleen op de wetenschap, maar ook op de geschiedenis van de mensheid.
Een interessante vraag is dus: wat nu? Vandaag ontdekken we, althans wat NASA betreft, met de publicatie van de routekaart van de organisatie voor astrofysica in de komende 30 jaar. De toekomstige ruimtemissies die in dit document worden geïdentificeerd, zullen een grote invloed hebben op de toekomst van de astronomie, maar ook op de manier waarop de beeldtechnologie zich in het algemeen ontwikkelt.
Dus wat heeft NASA in petto? Om te beginnen zegt het dat het doel in de astrofysica is om drie vragen te beantwoorden: zijn we alleen? Hoe zijn we hier gekomen? En hoe werkt ons universum?
Dus laten we beginnen met de eerste vraag. Misschien wel de belangrijkste ontdekking in de astronomie van de afgelopen jaren is dat de Melkweg bezaaid is met planeten, waarvan er vele voorwaarden moeten hebben die rijp zijn voor leven. Het is dus geen verrassing dat NASA eerst de reeks planeten die bestaat en de soorten planetaire systemen die ze vormen, wil begrijpen.
De James Webb Space Telescope, Hubble's opvolger die in 2018 gelanceerd zal worden, zal de atmosferen van exoplaneten bestuderen, samen met de Large UV Optical IR (LUVOIR) Surveyor die in de jaren 2020 gelanceerd zal worden. Samen kunnen deze telescopen resultaten opleveren die net zo spectaculair zijn als die van Hubble.
Als aanvulling op de Kepler-missie, die talloze warme planeten heeft gevonden die rond allerlei soorten sterren cirkelen, plant NASA ook de WFIRST-AFTA-missie die koude, vrij zwevende planeten zal zoeken met behulp van zwaartekrachtlenzen. Dat is momenteel gepland voor lancering in het midden van de jaren 2020.
Daarnaast hoopt NASA een ExoEarth Mapper-missie te bouwen die de waarnemingen van verschillende grote optische ruimtetelescopen combineert om de eerste opgeloste beelden van andere aardes te produceren. Voor de eerste keer zullen we continenten en oceanen - en misschien de handtekeningen van leven - op verre werelden identificeren, aldus het rapport.
Om de tweede vraag aan te pakken - hoe zijn we hier gekomen? - hoopt NASA de oorsprong van de eerste sterren, sterrenhopen en sterrenstelsels te traceren, opnieuw met behulp van JWST, LUVOIR en WFIRST-AXA. Deze missies zullen ook rechtstreeks de geschiedenis van sterrenstelsels en intergalactisch gas door de kosmische tijd traceren, waarbij ze bijna 14 miljard jaar in het verleden turen, zegt het.
En om te begrijpen hoe het universum werkt, hoopt NASA de meest extreme gebeurtenissen in het universum te observeren, door in neutronensterren te kijken, de botsingen van zwarte gaten te observeren en zelfs de eerste nanoseconden te bekijken. Een deel hiervan zal een geheel nieuwe manier inhouden om het universum te observeren met behulp van zwaartekrachtgolven (zolang de huidige zwaartekrachtgolfdetectoren op aarde eindelijk iets interessants ontdekken).
De technologische uitdagingen bij dit alles zullen enorm zijn. NASA heeft alles nodig, van grotere, lichtere optica en beeldapparatuur met extreem hoog contrast tot slimme materialen en micro-thrusters met een ongekende positioneringsnauwkeurigheid.
Een ding dat NASA's routekaart echter niet vermeldt, is geld en management - de twee lastigste problemen in de ruimtevaart. De kans is groot dat NASA niet al te hard hoeft te zweten voor het geld dat ze nodig hebben om deze missies uit te voeren. Veel waarschijnlijker is dat de slaap die verloren gaat, te wijten is aan het soort slecht management en toezicht dat menige missie van miljarden dollars op de knieën heeft gebracht.
En terwijl NASA hoopt op een nieuwe generatie geavanceerde technologieën om betere ruimteobservatoria te maken, is het vreemd stil over het soort technologie dat nodig zal zijn om deze missies beter te beheren.
NASA zou in het openbaar kunnen beweren dat het ontwikkelen van betere managementtechnologie en -technieken geen deel uitmaakt van haar kerntaak. Maar privé moet het hard nadenken over hoe problemen zoals de kosten- en tijdoverschrijdingen die de JWST hebben geteisterd, kunnen worden verminderd.
De enige manier om dat te veranderen, is door van beter missiebeheer een kerndoel te maken.
Referentie: arxiv.org/abs/1401.3741 : Enduring Quests-Daring Visions (NASA-astrofysica in de komende drie decennia)