Jaká je budoucnost optických kosmických teleskopů?  
Uběhlo takřka čtvrtstoletí od doby, kdy se Hubbleův kosmický teleskop usadil na oběžné dráze a po nezbytných korekcích nepřesně vyhotoveného zrcadla započala žeň objevů v období tak dlouhém, že se na zemském povrchu pod ním stačila obměnit celá jedna generace. Úspěch je to bezesporu fenomenální a těžko srovnatelný s čímkoli dalším, snad nás napadne jen okamžik, kdy se geniální Galileo Galilei v roce 1609 podíval jako první člověk v historii na oblohu svým vlastnoručně vyrobeným dalekohledem.

 

Zvětšit obrázek


Bohužel optimistický úvod trochu kazí pachuť současné ekonomicko-politické situace, kdy už jsme si zvykli na téměř každý měsíc opakující se mediální zprávy o problémech s financováním projektů jak probíhajících tak těch, které jsou zatím jen ve stádiu příprav. A jen problémy ještě nejsou to nejhorší. Mnohdy jde o červeně zářící stopku. Konec investic. Děkujeme pánové, ozveme se vám. A za těchto vcelku nepříznivých podmínek se pokusím zrekapitulovat současný stav a informovat o jednom obřím kosmickém teleskopu nové generace, který ještě ani neopustil projektovací software vývojářů, nicméně by mohlo jít o zajímavý projekt.


Krátkodobá budoucnost politika a vědní výzkum na dlouhých tratích
Možná jste překvapení, jaký že to kosmický další teleskop, když monstrózní projekt infračerveného teleskopu Jamese Webba má daleko do startu, ale dokonce loni svedl lítou bitvu o to, jestli neskončí jen jako exponát v některém z amerických muzeí s informační cedulkou vypsanou malým písmem, že tedy bohužel, ale tento projekt byl v rámci finančních úspor pohřben. Sledování tahanic kolem další budoucnosti JWST bylo úporné a vysilující. Čím větší objem finanční injekce, tím zarytější debaty probíhají. Nakonec se sice po vytrvalých hádkách podařilo přiklepnout dotace, takže přípravy a testy můžou pokračovat, ale vyhráno ještě není. Takže jak současná situace vypadá?


Zaměřme se na teleskopy v optickém oboru s přilehlými oblastmi infračervené pod ní a ultrafialové nad viditelným světlem. V rodině detektorů vyšších energií – rentgenového a gama záření naštěstí vše probíhá bez problémů. Sluneční detektory rovněž nechme stranou - to je zcela jiná kapitola. Tak jak je na tom těch pár slavných vesmírných Sherlocků?


Dědeček Hubble je pořád ve vynikající kondici – dokonce v současnosti probíhá pomocí obou palubních kamer snímkování velmi vzdálených oblastí vesmíru za využití fyzikálního fenoménu gravitačních čoček, které nemá v jeho programové soupisce obdoby. Projekt Frontier Fields (hraniční pole) není jen bombasticky zvoleným názvem za účelem ohromení veřejnosti. Jde o velmi ambiciózní program, ve kterém vesmírnému dědečkovi s dnes už ne tak převratným optickým výkonem pomáhá jeden aspekt teorie relativity předpovězený Albertem Einsteinem – efekt gravitačního čočkování: Obrovská hmota mezilehlých galaxií nebo dokonce galaktických kup zkresluje a zesiluje světlo objektů vzdálenějších. Tento efekt přidává Hubbleově optice to, co už mu nikdy žádná servisní mise neposkytne: zvýšení výkonu bez nutnosti investic. Ale nakonec bude za několik let HST odsouzen shořet v atmosféře, kdy přesně o tom se teprve rozhodne – a to nejen na poradách vedení a techniků – důležité slovo bude mít i intenzita záření naší mateřské hvězdy, která jej tlačí do spodních vrstev atmosféry.

 

Zvětšit obrázek
Technické schéma teleskopu ATLAST Kredit: http://www.stsci.edu/atlast


Takže karty jsou v případě HST už v podstatě rozdány. Co JWST?
Webbův kosmický teleskop je zatím v kryogenické komoře, kde podstupuje několikaměsíční testy. Když všechno půjde dobře, snad se v roce 2018 dočkáme jeho úspěšného parkingu na heliocentrické oběžné dráze kolem libračního bodu L2. Propagační tým teleskopu je tak mediálně zdatný, až by jeden nabyl dojmu, že startovat se bude letos někdy kolem Štědrého dne. Nejenže tomu tak není, ještě pořád není stoprocentně jasné, jak to všechno dopadne, nicméně po velkých sporech a tahanicích v loňském roce byl schválen finanční plán následujících let, takže vědecký a technický tým JWST skutečně nelení a celý projekt probíhá na plné obrátky. Poslední zpráva z testování optoelektrických komponent je tak zajímavá, že se vám ji pokusím přiblížit v samostatné aktualitě.


Asi vám to přijde unáhlené plánovat další detektor, nicméně odborníci musí myslet s předstihem a spřádají odvážné plány. Tentokrát to pojali vskutku monstrózně. Ale zas tak úplně naivní ty plány samozřejmě nejsou. Jedna z „nevýhod“ teleskopu Jamese Webba je totiž jeho relativně krátká doba životnosti. Časový harmonogram mise sice plánuje desetiletý provoz, reálně se však spíše počítá s pětiletým obdobím (plus půl roku testování a kalibrace po startu a navedení do L2). Proto je potřeba už teď plánovat další kroky, ať už se budoucí politická garnitura rozhodne je financovat či ne. Věda musí být vždy alespoň teoreticky o krok napřed. Jinak bychom se nikdy nedočkali ani úspěšného HST.

 

Zvětšit obrázek
ATLAST v představách výtvarníka. Kredit: NASA/STScI.


Bude teleskop ATLAST budoucím pokračovatelem úspěšné rodiny?
Jedním z vizionářů dalšího vývoje je profesor Martin Barstow z univerzity v Leicesteru, který představil plány o novém teleskopu na mezinárodní astronomické konferenci (National Astronomy Meeting – NAM 2014) probíhající v americkém Portsmouthu.
Koncept teleskopu ATLAST (Advanced Technology Large Aperture Space Telescope) je společným dílem evropských a amerických vědců. Primární zrcadlo o velikosti až 20 metrů by mělo zachytávat světlo od dalekých ultrafialových pásem přes viditelné světlo až po infračervené vlnové délky. Mělo by být schopno poskytovat detaily při analyzování atmosfér a dalších vlastností exoplanet velikosti Země u blízkých hvězd. Ve spektrální analýze jejich fotonů bude hledat stopy molekulárního kyslíku, vody, ozónu a metanu – základních komponent oraganického života, jak jej nyní definujeme. Rozlišení by mělo umožňovat sledování sezónních změn na povrchu. Jde o tak mohutnou konstrukci, že jediným způsobem, jak jej dopravit do vesmíru, bude vynést ho na orbitální dráhu po jednotlivých segmentech, a ty sestavit až v kosmickém prostoru.


Kromě sledování exoplanet by ATLAST mohl pozorovat vývoj hvězd a galaxií ve velkém rozlišení, což je v dnešní době náplň většiny času všech funkčních kosmických teleskopů. Jsou to velké výzvy: vývoj lokálních i globálních struktur v mladém vesmíru a následná extrapolace v hledání důkazu proč a jak se vesmír vyvinul do podoby, v jaké jej pozorujeme dnes.


Pokud by projekt dostal zelenou, počítá se se startem někdy kolem roku 2030, tedy v době, kdy bude končit životnost teleskopu JWST. Není tajemstvím, že do doby realizace projektu bude ještě potřeba vyřešit technické problémy ohledně zvýšení účinnosti povrchových vrstev zrcadel nanášením svrchních mikrovrstev reflexních materiálů, ale i dalších technologických postupů. A proto jak jsme začali tak zakončíme – ať už se projekt jeví jakkoli reálný – je nutné jej plánovat už dnes, aby byl vůbec schopen technicky obstát v budoucnu.


Zdroje informací:
http://phys.org/
http://www.stsci.edu/atlast
Zdroje obrázků:
http://www.stsci.edu/institute/atlast/images/ATLAST8m_Telescope_Exterior_v2.jpg
http://www.stsci.edu/institute/atlast/images/atlast_concepts_all3.jpg
http://cdn.phys.org/newman/gfx/news/hires/2014/timetothinkb.png
Psáno pro Kosmonautix a osel.cz

Autor: Vladimír Pecha
Datum: 18.07.2014 11:21
Tisk článku

Až na konec vesmíru - Johnson George
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 228 Kč
cena: 202 Kč
Až na konec vesmíru
Johnson George

Diskuze:

Má to smysl

Karel Železný,2014-07-18 14:28:37

Atmosféra nejen že rozostřuje, ale také vydatně filtruje. Žádný z vesmírných teleskopů nesleduje jen optické části spektra. Není to náhoda, ale cílené využití toho, že na Zemi to moc dobře nejde.

No ze Země se také nedá pozorovat neustále.

Na druhou stranu, adaptivní optika má také smysl. Zejména ve spojení s interferometrií je to velmi mocný nástroj.

Odpovědět

Má to vůbec smysl?

Tomáš Lízner,2014-07-18 14:04:46

Mají optické dalekohledy ve vesmíru vůbec smysl? Nebylo by levnější zainvestovat ty finance raději do o to větších pozemských dalekohledů s adaptivní optikou?

Odpovědět


Ondi Vo,2014-07-18 17:49:41

Ono asi dost dobře nejde vyhodnotit spektrální čáry kysliku v atmosféře vzdálené planety pod mnoha kilometrovým atmosférickým poklopem Země obsahující kyslík.

I ta adaptivní optika má limity svých možností a určitě má teleskop umístěný mimo atmosféru v tomto ohledu lepší karty. Takže jde vlastně jen o to, jestli je lidstvo ochotno do takového projektu investovat potřebné prostředky. L2 není také hned "za rohem" a případné opravy a údržby, jaké byly prováděny opakovaně na teleskopu Hubble by byly možná neůnosné.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni