Siamo soli? L'obiettivo trentennale della NASA per rispondere alla più grande domanda dell'astrofisica

Gli ultimi 30 anni hanno visto una rivoluzione nell'astronomia e nella nostra comprensione dell'Universo. Ciò è dovuto in gran parte a un numero relativamente piccolo di osservatori orbitanti che hanno cambiato il modo in cui vediamo il nostro cosmo.

Questi osservatori hanno contribuito con osservazioni da ogni parte dello spettro elettromagnetico, dal Compton Gamma Ray Observatory della NASA all'estremità ad altissima energia a HALCA, un radiotelescopio giapponese di 8 metri all'estremità a bassa energia. Poi c'è il telescopio spaziale Hubble nella parte visibile dello spettro, probabilmente il più grande telescopio della storia.

È giusto dire che questi osservatori hanno avuto un profondo effetto non solo sulla scienza, ma sulla storia dell'umanità.

Quindi una domanda interessante è: e poi? Oggi lo scopriamo, almeno per quanto riguarda la NASA, con la pubblicazione della roadmap dell'organizzazione per l'astrofisica nei prossimi 30 anni. Le future missioni spaziali identificate in questo documento avranno una profonda influenza sul futuro dell'astronomia ma anche sul modo in cui si svilupperà la tecnologia di imaging in generale.

Quindi cosa ha in serbo la NASA? Per cominciare, dice che il suo obiettivo in astrofisica è rispondere a tre domande: siamo soli? Come siamo arrivati ​​qui? E come funziona il nostro universo?

Allora partiamo dalla prima domanda. Forse la scoperta più importante in astronomia negli ultimi anni è che la Via Lattea è disseminata di pianeti, molti dei quali devono avere condizioni mature per la vita. Quindi non sorprende che la NASA miri prima a capire la gamma di pianeti che esistono e i tipi di sistemi planetari che formano.

Il James Webb Space Telescope, il successore di Hubble il cui lancio è previsto per il 2018, studierà le atmosfere degli esopianeti, insieme al Large UV Optical IR (LUVOIR) Surveyor, previsto per il lancio negli anni '20. Insieme, questi telescopi possono produrre risultati altrettanto spettacolari di quelli di Hubble.

Per completare la missione Kepler, che ha trovato numerosi pianeti caldi in orbita attorno a tutti i tipi di stelle, la NASA sta anche pianificando la missione WFIRST-AFTA che cercherà pianeti freddi e fluttuanti usando la lente gravitazionale. Il lancio è attualmente previsto per la metà degli anni 2020.

Oltre a ciò, la NASA spera di costruire una missione ExoEarth Mapper che combini le osservazioni di diversi grandi telescopi spaziali ottici per produrre le prime immagini risolte di altre Terre. Per la prima volta, identificheremo i continenti e gli oceani, e forse le tracce della vita, su mondi lontani, afferma il rapporto.

Per affrontare la seconda domanda, come siamo arrivati ​​fin qui?, la NASA spera di rintracciare le origini delle prime stelle, ammassi stellari e galassie, utilizzando ancora JWST, LUVOIR e WFIRST-AXA. Queste missioni tracceranno anche direttamente la storia delle galassie e del gas intergalattico attraverso il tempo cosmico, scrutando quasi 14 miliardi di anni nel passato, afferma.

E per capire come funziona l'universo, la NASA spera di osservare gli eventi più estremi nell'universo, sbirciando all'interno delle stelle di neutroni, osservando le collisioni dei buchi neri e persino osservando i primi nanosecondi di tempo. Parte di questo comporterà un modo completamente nuovo di osservare l'universo usando le onde gravitazionali (a patto che i rilevatori di onde gravitazionali di oggi basati sulla Terra trovino finalmente qualcosa di interessante).

Le sfide tecnologiche in tutto questo saranno immense. La NASA ha bisogno di tutto, da ottiche più grandi e leggere e dispositivi di imaging a contrasto estremamente elevato a materiali intelligenti e micro-propulsori con una precisione di posizionamento senza precedenti.

Tuttavia, una cosa che la tabella di marcia della NASA non menziona è il denaro e la gestione: le due questioni più spinose nel settore spaziale. La probabilità è che la NASA non dovrà sudare troppo per i fondi di cui ha bisogno per svolgere queste missioni. È molto più probabile che il sonno perso sia dovuto al tipo di cattiva gestione e supervisione che ha messo in ginocchio molte missioni multimiliardarie.

E mentre la NASA spera in una nuova generazione di tecnologie avanzate per realizzare osservatori spaziali migliori, è stranamente tranquilla sul tipo di tecnologia che sarà necessaria per gestire meglio queste missioni.

La NASA potrebbe sostenere pubblicamente che lo sviluppo di migliori tecnologie e tecniche di gestione non fa parte della sua missione principale. Ma in privato deve essere difficile pensare a come ridurre problemi come i costi e gli sforamenti di tempo che hanno afflitto il JWST.

L'unico modo per cambiare questo sarà rendere una migliore gestione delle missioni un obiettivo fondamentale.

Rif: arxiv.org/abs/1401.3741 : Missioni durature-Visioni audaci (Astrofisica della NASA nei prossimi tre decenni)

nascondere