Der Astronomy and Astrophysics Decadal Survey ist im Grunde eine Vorschau auf die nächsten 10 Jahre der US-Weltraumforschung. Jedes Jahrzehnt sammeln Experten der National Academies of Sciences, Engineering and Medicine landesweit Beiträge von Astronomen, um politischen Entscheidungsträgern und Bundesbehörden eine priorisierte Liste von Projekten zu empfehlen. Vergangene To-Do-Listen wurden von bestimmten Big-Ticket-Elementen wie dem James Webb Space Telescope und dem Nancy Grace Roman Space Telescope (SN: 10/6/21; SN: 13.08.10). Aber dieses Jahr mischen Astronomen die Dinge auf.
Die jüngste dekadische Umfrage, die den Kurs der US-amerikanischen Astronomie und Astrophysik von 2022 bis 2032 festlegt, empfiehlt der NASA, ein neues Programm zur gleichzeitigen Entwicklung mehrerer großer Weltraumteleskope aufzulegen. Frühzeitige Investitionen in mehrere Missionskonzepte könnten laut dem am 4. November veröffentlichten Bericht das Risiko eindämmen, dass einzelne Missionen zu unhandlich und teuer werden.
„Dies sind sehr wichtige Empfehlungen“, sagt Scott Gaudi, ein Astronom an der Ohio State University, der nicht im Ausschuss der National Academies war, der den Bericht erstellt hat. „Sie konzentrieren sich wirklich auf die Richtung der Astronomie in den Vereinigten Staaten – und im weiteren Sinne auf den Rest der Welt, weil wir viele internationale Partnerschaften haben.“
Das vorgeschlagene Multimissionsprogramm würde die Planung großer Weltraummissionen neu gestalten. In der Vergangenheit „wählte man eine Priorität aus, baute sie, brachte sie auf den Markt und überlegte dann, was die nächste Priorität wäre“, sagt Jonathan Fortney, Astrophysiker an der University of California in Santa Cruz und Mitglied des Untersuchungsausschusses.
Aber Weltraumteleskope werden anspruchsvoller, komplexer und teurer, sagt Fortney. Das Einzelmodell funktioniert nicht so gut, wenn eine einzelne Mission vom Entwurf bis zur Explosion Jahrzehnte dauern kann.
Mehrere große Projekte in Arbeit zu haben, bietet ein bisschen Sicherheit. Wenn Forscher einige Jahre an einer Mission arbeiten und feststellen, dass die Technologie nicht dafür da ist, sie pünktlich fliegen zu lassen, könnte die NASA den Gang wechseln und zuerst ein anderes Teleskop ins All schicken, sagt Fortney. Die parallele Entwicklung mehrerer Missionen könnte auch die lange Wartezeit zwischen den Starts verkürzen.
„Ich bin so aufgeregt. Es ist wie das bestmögliche Ergebnis“, sagt Gaudi. Dieses Setup könnte das Vertrauen stärken, dass große Weltraummissionen im Budget und im Zeitplan bleiben können, fügt er hinzu, nach den großen Kostenüberschreitungen und Verzögerungen, die das lang erwartete James Webb-Weltraumteleskop in Gefahr gebracht haben. „Es ist eine wirklich neue Herangehensweise an die Dinge, die wirklich benötigt wird, um die Astronomie in den nächsten Jahrzehnten voranzubringen.“
Die erste Mission des neuen Programms soll laut Umfragebericht ein Weltraumteleskop sein, das das Universum in infraroten, optischen und ultravioletten Wellenlängen betrachtet und damit eine Lücke schließt, die andere Instrumente hinterlassen haben. Das Hubble-Weltraumteleskop untersucht hauptsächlich optisches und ultraviolettes Licht, während das James Webb-Teleskop das Universum hauptsächlich im Infraroten sehen wird.
Mit einem Lichtsammelbereich, der mehr als doppelt so groß ist wie der von Hubble, könnte dieses neumodische Observatorium Planeten in anderen Sternensystemen erblicken, die ein Zehntel Milliardstel so hell sind wie ihre Sterne, und die spezifischen Wellenlängen des Lichts oder Spektren herauskitzeln. von Exoplaneten abgegeben. Das Teleskop konnte auch Sterne, Galaxien und andere Himmelsobjekte beobachten. Mit einem geschätzten Preis von 11 Milliarden US-Dollar soll das Teleskop Anfang der 2040er Jahre auf den Markt kommen.
Fünf Jahre nach Beginn der Arbeiten an dieser ersten Flaggschiff-Mission sollte die NASA mit der Entwicklung sowohl einer Ferninfrarot- als auch einer Röntgenmission beginnen, die jeweils schätzungsweise 3 bis 5 Milliarden US-Dollar kosten, empfiehlt die Umfrage.
Ein Ferninfrarot-Fenster in das Universum könnte Astronomen helfen, zu untersuchen, wie sich Wasser bei der Bildung von Planetensystemen verhält, sagt Fortney. Ein Nachfolger des 22-jährigen Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA könnte neue Details der Galaxienentwicklung, des Verhaltens supermassereicher Schwarzer Löcher und anderer energetischer Phänomene aufdecken (SN: 25.07.19).
Vor Ort bauen die Astronomen laut der dekadischen Umfrage weiterhin zwei große optische Observatorien, das Giant Magellan Telescope in Chile und das Thirty Meter Telescope auf Hawaii – obwohl letzteres Projekt kontrovers diskutiert wurde (SN: 5/8/20).
Die Umfrage stellt auch fest, dass es an der Zeit ist, das Very Large Array in New Mexico und das Very Long Baseline Array von in den Vereinigten Staaten verstreuten Teleskopschüsseln zu ersetzen. Der vorgeschlagene Nachfolger dieser Weltklasse-Radioobservatorien ist das Next-Generation Very Large Array, das zehnmal so empfindlich wäre.
Fortney ist optimistisch, dass die NASA und andere Bundesbehörden die obersten Prioritäten der dekadischen Umfrage Wirklichkeit werden lassen. „Die Bilanz war ziemlich gut, was die herausragendsten Empfehlungen angeht“, sagt er. “Ich habe wirklich großes Vertrauen, dass diese Dinge wirklich passieren werden.”