Är vi ensamma? NASA:s 30-åriga mål för att svara på astrofysikens största fråga

De senaste 30 åren har sett en revolution inom astronomi och vår förståelse av universum. Det är till stor del tack vare ett relativt litet antal kretsande observatorier som har förändrat vårt sätt att se på vårt kosmos.

Dessa observatorier har bidragit med observationer från alla delar av det elektromagnetiska spektrumet, från NASA:s Compton Gamma Ray-observatorium i den mycket högenergiändan till HALCA, ett japanskt 8-meters radioteleskop i lågenergiänden. Sedan finns det Hubble Space Telescope i den synliga delen av spektrumet, utan tvekan det största teleskopet i historien.

Det är rättvist att säga att dessa observatorier har haft en djupgående effekt inte bara på vetenskapen utan på mänsklighetens historia.

Så en intressant fråga är: vad härnäst? Idag får vi reda på, åtminstone när det gäller NASA, med publiceringen av organisationens färdplan för astrofysik under de kommande 30 åren. De framtida rymduppdrag som identifieras i detta dokument kommer att ha en djupgående inverkan på astronomis framtid men också på hur bildtekniken utvecklas i allmänhet.

Så vad har NASA fått i rockärmen? Till att börja med säger det att dess mål inom astrofysik är att svara på tre frågor: Är vi ensamma? Hur kom vi hit? Och hur fungerar vårt universum?

Så låt oss börja med den första frågan. Den kanske viktigaste upptäckten inom astronomi de senaste åren är att Vintergatan är full av planeter, av vilka många måste ha förhållanden mogna för liv. Så det är ingen överraskning att NASA först siktar på att förstå utbudet av planeter som finns och vilka typer av planetsystem de bildar.

Rymdteleskopet James Webb, Hubbles efterträdare som ska lanseras 2018, kommer att studera exoplaneternas atmosfär, tillsammans med Large UV Optical IR (LUVOIR) Surveyor som ska lanseras under 2020-talet. Tillsammans kan dessa teleskop ge resultat lika spektakulära som Hubbles.

För att komplettera Kepler-uppdraget, som har hittat många varma planeter som kretsar runt alla typer av stjärnor, planerar NASA också WFIRST-AFTA-uppdraget som kommer att leta efter kalla, fritt flytande planeter med hjälp av gravitationslinser. Det är för närvarande planerat att lanseras i mitten av 2020-talet.

Utöver det hoppas NASA bygga ett ExoEarth Mapper-uppdrag som kombinerar observationer från flera stora optiska rymdteleskop för att producera de första lösta bilderna av andra jordar. För första gången kommer vi att identifiera kontinenter och hav – och kanske livets signaturer – på avlägsna världar, säger rapporten.

För att ta itu med den andra frågan – hur kom vi hit? – hoppas NASA kunna spåra ursprunget till de första stjärnorna, stjärnhoparna och galaxerna, återigen med hjälp av JWST, LUVOIR och WFIRST-AXA. Dessa uppdrag kommer också att direkt spåra historien om galaxer och intergalaktisk gas genom kosmisk tid, och tittar nästan 14 miljarder år in i det förflutna, står det.

Och för att förstå hur universum fungerar hoppas NASA kunna observera de mest extrema händelserna i universum, genom att titta in i neutronstjärnor, observera kollisioner av svarta hål och till och med titta på tidens första nanosekunder. En del av detta kommer att innebära ett helt nytt sätt att observera universum med hjälp av gravitationsvågor (så länge som dagens jordbaserade gravitationsvågsdetektorer äntligen upptäcker något av intresse).

De tekniska utmaningarna i allt detta kommer att vara enorma. NASA behöver allt från större, lättare optik och bilder med extremt hög kontrast till smarta material och mikropropeller med oöverträffad positioneringsnoggrannhet.

En sak som NASA:s färdplan inte nämner är pengar och förvaltning - de två svåraste frågorna i rymdbranschen. Sannolikheten är att NASA inte kommer att behöva svettas för hårt för de medel den behöver för att utföra dessa uppdrag. Mycket mer sannolikt är att all förlorad sömn kommer att bero på den typ av dålig ledning och tillsyn som har fört många miljarder i uppdrag på knä.

Och medan NASA hoppas på en ny generation av avancerad teknik för att göra bättre rymdobservatorier, är det konstigt tyst om den typ av teknik som kommer att krävas för att bättre hantera dessa uppdrag.

NASA kan mycket väl hävda offentligt att utveckling av bättre ledningsteknik och tekniker inte är en del av dess kärnuppdrag. Men privat måste det vara att fundera hårt på hur man kan minska problem som kostnads- och tidsöverskridanden som har plågat JWST.

Det enda sättet att förändra det är att göra bättre uppdragsledning till ett centralt mål.

Ref: arxiv.org/abs/1401.3741 : Enduring Quests-Daring Visions (NASA Astrophysics in the Next Three decades)

Dölj