Heute können Astronomen Objekte in unserem Universum untersuchen, die mehr als 13 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt sind. Tatsächlich ist das am weitesten untersuchte Objekt eine Galaxie, die als bekannt ist. GN-z11 das in einer Entfernung von 13,39 Milliarden Lichtjahren von unserem Sonnensystem existiert.
Aber da wir im relativistischen Universum leben, in dem die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, bedeutet ein tiefer Blick in den Weltraum auch einen tiefen Blick in die Vergangenheit. Ergo bedeutet ein Blick auf ein Objekt, das mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, es alses erschien vor über 13 Milliarden Jahren.
Dies ermöglicht es den Astronomen, auf einige der frühesten Momente im Universum zurückzublicken, das auf etwa 13,8 Milliarden Jahre geschätzt wird. In Zukunft können sie mit Instrumenten der nächsten Generation noch weiter sehen, bis zum ersten MalSterne und Galaxien gebildet - eine Zeit, die allgemein als "Cosmic Dawn" bezeichnet wird.
Ein Großteil des Verdienstes für diesen Fortschritt geht an Weltraumteleskope, die seit Jahrzehnten das tiefe Universum aus der Umlaufbahn untersuchen. Das bekannteste davon ist das Hubble was einen Präzedenzfall für weltraumgestützte Observatorien darstellt.
Seit seiner Einführung im Jahr 1990 die wichtigen Daten Hubble hat gesammelt hat zu vielen wissenschaftlichen Durchbrüchen geführt. Heute ist es noch in Betrieb und wird am 20. Mai 2020 sein 30-jähriges Bestehen feiern. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Hubble war keineswegs das erste Weltraumteleskop.
Jahrzehnte vor Hubble NASA, Roscosmos und andere Weltraumagenturen schickten zum historischen Start Observatorien in den Weltraum, um wichtige Forschungsarbeiten durchzuführen. In naher Zukunft werden einige hochmoderne Teleskope in den Weltraum geschickt, um auf dem von errichteten Fundament aufzubauen Hubble und andere.
Der Fall für Weltraumteleskope
Die Idee, ein Observatorium im Weltraum zu platzieren, geht auf das 19. Jahrhundert und die deutschen Astronomen Wilhelm Beer und Johann Heinrich Mädler zurück. 1837 diskutierten sie die Vorteile des Baus eines Observatoriums auf dem Mond, wo die Erdatmosphäre nicht wäreeine Störquelle.
Erst im 20. Jahrhundert wurde erstmals ein detaillierter Vorschlag gemacht. Dies geschah 1946, als der amerikanische theoretische Physiker Lyman Spitzer 1914-1997 schlug vor, ein großes Teleskop in den Weltraum zu schicken. Auch hier betonte Spitzer, wie ein Weltraumteleskop nicht durch die Erdatmosphäre behindert werden würde.
Ein weiterer wichtiger Befürworter war Nancy Grace Roman 1925-2018, eine Astronomin, die ihre Karriere bei der Marineforschungslabor ARL 1954 auf Empfehlung eines anderen Astronomen Gerard Kuiper .In den nächsten drei Jahren trug sie zum aufstrebenden Gebiet der Radioastronomie bei und wurde Leiterin der Abteilung Mikrowellenspektroskopie der ARL.
1959 erhielt sie aufgrund ihrer Arbeit eine Stelle bei der NASA, wo sie die Erstellung ihres Beobachtungsastronomieprogramms überwachte. In den frühen 1960er Jahren wurde sie die erste Chefin der Astronomie im NASA Office of Space Science.
Bis Mitte des Jahrzehnts hatte sie ein Komitee aus Astronomen und Ingenieuren eingerichtet, um sich ein Teleskop vorzustellen, das Beobachtungen aus dem Weltraum durchführen konnte. Mit dem Start des Hubble-Weltraumteleskop 1990 wurde Roman wegen der zentralen Rolle, die sie bei seiner Entstehung spielte, als "Mutter von Hubble" bekannt.
Spitzer und Roman waren von denselben Bedenken motiviert, die Astronomen immer verfolgt haben. Grundsätzlich sind bodengestützte Observatorien durch die Filterung und Verzerrung unserer Atmosphäre durch Licht und elektromagnetische Strahlung begrenzt. Dies führt dazu, dass Sterne "funkeln" und dafürHimmelsobjekte wie der Mond und die Sonnenplaneten leuchten und erscheinen größer als sie sind.
Ein weiteres großes Hindernis ist die "Lichtverschmutzung", bei der Licht aus städtischen Quellen die Erfassung von Licht aus dem Weltraum erschweren kann. Normalerweise überwinden bodengestützte Teleskope dies teilweise, indem sie in abgelegenen Regionen in großer Höhe gebaut werden, in denen Lichtverschmutzung herrschtminimal und die Atmosphäre ist dünner.
Die adaptive Optik ist eine weitere häufig verwendete Methode, bei der sich deformierende Spiegel für atmosphärische Verzerrungen korrigieren. Weltraumteleskope umgehen all dies, indem sie außerhalb der Erdatmosphäre positioniert werden, wo weder Lichtverschmutzung noch atmosphärische Verzerrungen ein Problem darstellen.
Weltraum-Observatorien sind noch wichtiger, wenn es darum geht, Frequenzbereiche jenseits der sichtbaren Wellenlängen abzubilden. Infrarot- und Ultraviolettstrahlung werden von der Erdatmosphäre weitgehend blockiert, während Röntgen- und Gammastrahlenastronomie auf der Erde praktisch unmöglich sind.
In den 1960er und 1970er Jahren plädierten Spitzer und Roman für den Bau eines solchen weltraumgestützten Teleskops. Ihre Vision wurde jedoch erst in den 1990er Jahren mit dem verwirklicht. Hubble-Weltraumteleskop , viele Weltraumobservatorien würden in der Zwischenzeit in den Weltraum geschickt.
Bescheidene Anfänge
In den späten 1950er Jahren begann das Rennen zwischen der Sowjetunion und den Vereinigten Staaten um die Eroberung des Weltraums. Diese Bemühungen begannen ernsthaft mit dem Einsatz der ersten Satelliten und konzentrierten sich dann hauptsächlich darauf, die ersten Astronauten ins All zu schicken.
Es wurden jedoch auch Anstrengungen unternommen, Observatorien zum ersten Mal in den Weltraum zu schicken. Hier könnten "Weltraumteleskope" astronomische Beobachtungen durchführen, die frei von atmosphärischen Interferenzen sind, was besonders wichtig für die Hochenergiephysik war.
Wie immer waren diese Bemühungen mit militärischen Fortschritten während des Kalten Krieges verbunden. Während die Entwicklung von Interkontinentalraketen ICBMs zur Schaffung von Trägerraketen führte, führte die Entwicklung von Spionagesatelliten zu Fortschritten bei Weltraumteleskopen.
In allen Fällen übernahmen die Sowjets frühzeitig die Führung. Nach dem Versand des ersten künstlichen Objekts Sputnik 1 und der erste Mensch Yuri Gagarin und der Wostok 1 Mission 1957 bzw. 1961 in die Umlaufbahn schickten sie zwischen 1965 und 1968 auch die ersten Weltraumteleskope in den Weltraum.
Diese wurden als Teil des Sowjets ins Leben gerufen Proton Programm der vier Gammastrahlenteleskope in den Weltraum geschickt hat Proton-1 durch -4 .Während jeder Satellit im Vergleich zu modernen Weltraumteleskopen nur von kurzer Dauer war, führten sie wichtige Forschungen zum Hochenergiespektrum und zu kosmischen Strahlen durch.
Die NASA folgte mit dem Start der vier Umlaufendes astronomisches Observatorium OAO -Satelliten zwischen 1968 und 1972. Diese lieferten die ersten qualitativ hochwertigen Beobachtungen von Himmelsobjekten im ultravioletten Licht.
1972 die Apollo 16 Astronauten auch zurückgelassen Fern-Ultraviolett-Kamera / Spektrograph UVC -Experiment auf dem Mond. Dieses Teleskop und diese Kamera nahmen mehrere Bilder auf und erhielten Spektren von astronomischen Objekten im Fern-UV-Spektrum.
Die Post-Apollo-Ära
Die 1970er und 1980er Jahre erwiesen sich als eine lukrative Zeit für weltraumgestützte Observatorien. Mit dem Ende der Apollo-Ära verlagerte sich der Fokus auf die menschliche Raumfahrt auf andere Wege - wie die Weltraumforschung. Weitere Nationen schlossen sich ebenfalls an, einschließlichIndien, China und verschiedene europäische Weltraumagenturen.
Zwischen 1970 und 1975 startete die NASA auch drei Teleskope als Teil ihrer kleiner Astronomiesatellit SAS -Programm, das Röntgen-, Gammastrahlen-, UV- und andere hochenergetische Beobachtungen durchführte. Die Sowjets schickten außerdem drei Orion-Weltraumteleskope in den Weltraum, um ultraviolette Beobachtungen durchzuführen. Sterne .
Die ESA und die europäischen Weltraumagenturen haben in den 1970er Jahren auch ihre ersten Weltraumteleskope auf den Markt gebracht. Das erste war das gemeinsame Teleskop zwischen Großbritannien und der NASA. Ariel 5 das 1974 ins Leben gerufen wurde, um den Himmel im Himmel zu beobachten Röntgen Band. Im selben Jahr die Astronomischer niederländischer Satellit ANS wurde gestartet, um UV- und Röntgenastronomie durchzuführen.
1975 schickte Indien seinen ersten Satelliten ins All - Aryabata - um das Universum anhand des Röntgenspektrums zu untersuchen. Im selben Jahr sandte die ESA die COS-B Mission im Weltraum zur Untersuchung von Gammastrahlenquellen. Japan schickte 1979 auch sein erstes Observatorium in den Weltraum, bekannt als das Hakucho Röntgensatellit.
Zwischen 1977 und 1979 setzte die NASA im Rahmen der auch eine Reihe von Röntgen-, Gamma- und kosmischen Teleskopen ein. Hochenergie-Astronomie-Beobachtungsprogramm HEAO. 1978, NASA, die UK Wissenschaftlicher Forschungsrat SERC und ESA zusammengearbeitet, um das zu starten International Ultraviolett-Explorer IUE.
Bevor die 1980er Jahre aus waren, würden die ESA, Japan und die Sowjets mehrere weitere Missionen beitragen, wie die Satellit des Europäischen Röntgenobservatoriums EXOSAT, die Hinotori und Tenma Röntgensatelliten und die Astron Ultraviolett-Teleskop
NASA hat auch die eingesetzt Infrarot-Astronomiesatellit IRAS 1983, das erste Weltraumteleskop um a Umfrage des Ganzen Nachthimmel at Infrarot Wellenlängen .
Abgerundet wurde das Jahrzehnt von der ESA und der NASA. Hipparcos und Cosmic Background Explorer COBE 1989. Hipparcos war das erste Weltraumexperiment, das sich der Messung der richtigen Bewegungen, Geschwindigkeiten und Positionen von Sternen widmete, ein Prozess, der als Astrometrie bekannt ist.
In der Zwischenzeit lieferte COBE die ersten genauen Messungen der kosmischer Mikrowellenhintergrund CMB - die diffuse Hintergrundstrahlung, die das beobachtbare Universum durchdringt. Diese Messungen lieferten einige der überzeugendsten Beweise für die Urknalltheorie .
1989 führte eine Zusammenarbeit zwischen den Sowjets, Frankreich, Dänemark und Bulgarien zum Einsatz der Internationales Astrophysikalisches Observatorium auch bekannt als GRANAT. Die Mission verbrachte die nächsten neun Jahre damit, das Universum vom Röntgen- bis zum Gammastrahlenteil des Spektrums zu beobachten.
Hubble HST geht in den Weltraum
Nach vielen Jahrzehnten haben Spitzer und Roman endlich ihren Traum von einem speziellen Weltraumobservatorium wahr werden lassen. Hubble-Weltraumteleskop HST. Entwickelt von der NASA und der ESA. Hubble gestartet am 24. April 1990 an Bord der Space Shuttle Discovery STS-31 und am 20. Mai in Betrieb genommen.
Dieses Teleskop hat seinen Namen vom berühmten amerikanischen Astronomen Edwin Hubble 1889 - 1953, der von vielen als einer der wichtigsten Astronomen der Geschichte angesehen wird.
Er entdeckte nicht nur, dass es Galaxien jenseits der Milchstraße gibt, sondern lieferte auch einen endgültigen Beweis dafür, dass sich das Universum in einem Expansionszustand befindet. Ihm zu Ehren ist diese wissenschaftliche Tatsache als die bekannt. Hubble-Lemaître-Gesetz und die Geschwindigkeit, mit der sich das Universum ausdehnt, wird als bezeichnet Hubble-Konstante .
Hubble ist mit einem Primärspiegel mit einem Durchmesser von 2,4 Metern und einem Sekundärspiegel von 30,5 cm ausgestattet. Beide Spiegel bestehen aus einer speziellen Glasart, die mit Aluminium beschichtet ist, und aVerbindung, die ultraviolettes Licht reflektiert.
Mit seiner Reihe von fünf wissenschaftlichen Instrumenten kann Hubble das Universum im ultravioletten, sichtbaren und nahen Infrarotbereich beobachten. Diese Instrumente umfassen Folgendes :
Weitfeld-Planetenkamera : ein hochauflösendes Bildgebungsgerät, das hauptsächlich für optische Beobachtungen vorgesehen ist. Seine neueste Iteration - das Weitfeldkamera 3 WFC3 - ist in der Lage, Beobachtungen im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich durchzuführen. Diese Kamera hat Bilder von allem aufgenommen, von Körpern im Sonnensystem über nahegelegene Sternensysteme bis hin zu Galaxien im sehr fernen Universum.
Cosmic Origins Spectrograph COS : ein Instrument, das ultraviolette Strahlung in Komponenten zerlegt, die im Detail untersucht werden können. Es wurde verwendet, um die Entwicklung von Galaxien, aktiven galaktischen Kernen auch bekannt als Quasare, die Bildung von Planeten und die Verteilung von Elementen zu untersuchen, die mit dem Leben verbunden sind.
Erweiterte Kamera für Umfragen ACS : eine Kamera mit sichtbarem Licht, die ein weites Sichtfeld mit scharfer Bildqualität und hoher Empfindlichkeit kombiniert. Sie war für viele der beeindruckendsten Bilder von Hubble im Weltraum verantwortlich, hat massive extrasolare Planeten lokalisiert und dabei geholfen, die Verteilung der dunklen Materie abzubildenund entdeckte die entferntesten Objekte im Universum.
Weltraumteleskop-Bildgebungsspektrograph STIS : eine Kamera kombiniert mit einem Spektrographen, der für einen weiten Wellenlängenbereich von optisch und UV bis zum nahen Infrarot empfindlich ist. Mit dem STIS werden Schwarze Löcher, Monstersterne, das intergalaktische Medium und die Atmosphären von Welten untersuchtum andere Sterne.
Nahinfrarotkamera und Mehrobjektspektrometer NICMOS : ein für Infrarotlicht empfindliches Spektrometer, das Details über entfernte Galaxien, Sterne und Planetensysteme enthüllte, die ansonsten durch sichtbares Licht durch interstellaren Staub verdeckt werden. Dieses Instrument stellte 2008 den Betrieb ein.
Die "Großen Observatorien" und mehr!
Zwischen 1990 und 2003 schickte die NASA drei weitere Teleskope in den Weltraum, die zusammen mit Hubble wurde als Great Observatories bekannt. Dazu gehörten die Compton Gamma Ray Observatory 1991, the Chandra-Röntgenobservatorium 1999, the Spitzer Infrarot-Weltraumteleskop 2003.
1999 sandte die ESA die Röntgen-Multi-Mirror Newton XMM-Newton Observatorium für den Weltraum, benannt zu Ehren von Sir Isaac Newton. Im Jahr 2001 schickten sie die Wilkinson-Mikrowellenanisotropiesonde WMAP in den Weltraum, was COBE durch genauere Messungen des CMB gelang.
Im Jahr 2004 startete die NASA die Swift Gamma-Ray Burst Explorer auch bekannt als Neil Gehrels Swift Observatory. 2006 folgten die ESAs. Konvektion, Rotation und Planetentransite COROT Mission zur Untersuchung von Exoplaneten.
2009 war ein Stoßjahr für Weltraumteleskope. In diesem einen Jahr war das Herschel-Weltraumobservatorium , die Weitfeld-Infrarot-Teleskop WISE, die Planck Observatorium und die Kepler-Weltraumteleskop . Während Herschel und WISE der Infrarotastronomie gewidmet waren Planck wurde dort aufgenommen, wo durch das Studium der CMB aufgehört wurde.
Der Zweck von Kepler sollte das Studium von vorantreiben extrasolare Planeten dh Planeten, die Sterne jenseits des Sonnensystems umkreisen. Durch eine Methode, die bekannt ist als Transitphotometrie Kepler war in der Lage, Planeten zu erkennen, als sie vor ihren Sternen vorbeikamen auch bekannt als Transit, was zu einem beobachtbaren Helligkeitsabfall führte.
Das Ausmaß dieser Einbrüche und der Zeitraum, in dem sie auftreten, ermöglichen es Astronomen, die Größe und Umlaufzeit eines Planeten zu bestimmen. Dank an Kepler, Die Anzahl der bekannten Exoplaneten ist exponentiell gestiegen.
Heute gab es mehr als 4000 bestätigte Entdeckungen und 4900 warten auf Bestätigung, davon Kepler ist für fast 2800 verantwortlich weitere 2420 warten auf Bestätigung.
2013 startete die ESA die Gaia Mission, ein Astrometrie-Observatorium und der Nachfolger des Hipparcos Mission. Diese Mission hat Daten zu über 1 Milliarde Objekten Sterne, Planeten, Kometen, Asteroiden und Galaxien gesammelt, um den größten und präzisesten 3D-Weltraumkatalog zu erstellen, der jemals erstellt wurde.
2015 hat die ESA auch die Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder LISA Pathfinder, das erste Observatorium zur Messung von Gravitationswellen aus dem Weltraum. 2018 sandte die NASA die Transit Exoplanet Survey Satellite TESS - Kepler Nachfolger des Weltraums, um nach weiteren Exoplaneten zu suchen.
Zukünftige Weltraumteleskope
In den kommenden Jahrzehnten planen die Weltraumagenturen der Welt, noch ausgefeiltere Weltraumteleskope mit noch höherer Auflösung auf den Markt zu bringen. Mit diesen Instrumenten können Astronomen auf die frühesten Perioden des Universums zurückblicken, extrasolare Planeten im Detail untersuchen und beobachtendie Rolle, die Dunkle Materie und Dunkle Energie in der Entwicklung unseres Universums spielten.
Die James Webb-Weltraumteleskop JWST ein Infrarot-Teleskop, das mit großzügiger Unterstützung der ESA und der Canadian Space Agency CSA gebaut wurde. Dieses Observatorium ist der spirituelle Nachfolger von Hubble und Spitzer wird das bislang größte und komplexeste Weltraumteleskop sein.
Der Himmel durch das WISE-Infrarot-Weltraumteleskop, Quelle : NASA / JPL-Caltech / UCLA
Im Gegensatz zu seinen Vorgängern beobachtet das JWST das Universum im sichtbaren Licht bis zu Wellenlängen im mittleren Infrarot, wodurch es Objekte beobachten kann, die zu alt und zu weit entfernt sind, als dass seine Vorgänger sie beobachten könnten.
Dadurch können Astronomen weit genug durch den Raum und in die Vergangenheit sehen, um das erste Licht nach dem Urknall und die Bildung der ersten Sterne, Galaxien und Sonnensysteme zu beobachten. Derzeit ist der Start des JWST geplantauf 31. Oktober st, 2021 .
Es gibt auch die ESAs Euklid Mission, deren Start für 2022 geplant ist. Dieses Weltraumteleskop wird für die Kosmologie und die Erforschung des "dunklen Universums" optimiert. Zu diesem Zweck wird die Verteilung von bis zu zwei Milliarden Galaxien und der damit verbundenen Dunklen Materie auf 10 Milliarden abgebildetLichtjahre.
Diese Daten werden verwendet, um eine 3D-Karte des lokalen Universums zu erstellen, die Astronomen wichtige Informationen über die Natur der Dunklen Materie und der Dunklen Energie liefert. Außerdem werden genaue Messungen sowohl der beschleunigten Expansion des Universums als auch der Stärke des Universums bereitgestelltSchwerkraft auf kosmologischen Skalen.
Bis 2025 wird die NASA die Nancy Grace Römisches Weltraumteleskop RST, ein Infrarot-Teleskop der nächsten Generation, das sich der Exoplanetenerkennung und der Erforschung der Dunklen Energie widmet. Früher bekannt als Weitfeld-Infrarot-Weltraumteleskop WFIRST , das Teleskop erhielt am einen offiziellen Namen 20. Mai 2020 zu Ehren von Roman.
Die Inspiration kam von der Tatsache, dass die RST Dank seiner fortschrittlichen Optik und Instrumentensuite ist es mehrere hundert Mal effizienter als Hubble in der in der Nähe - IR Wellenlänge.Angesichts der Rolle von Roman als "Mutter von Hubble" war es nur angebracht, dass die NASA Hubbles wahrsten Nachfolger zu ihren Ehren nannte.
Einmal bereitgestellt, die RST wird die frühesten Perioden der kosmischen Geschichte beobachten, die Geschwindigkeit messen, mit der sich die kosmische Expansion beschleunigt, und die Rolle bestimmen, die Dunkle Materie und Dunkle Energie in der kosmischen Evolution gespielt haben. Sie wird auch auf der Grundlage von aufbauen Kepler durch direkte Bildgebungsstudien und Charakterisierung von Exoplaneten.
Der Start der ESA PLAnetary Transits und Oszillationen von Sternen PLATO wird 2026 folgen. Mit einer Reihe kleiner, optisch schneller Weitfeldteleskope wird PLATO nach Exoplaneten suchen und ihre Atmosphäre charakterisieren, um festzustellen, ob sie bewohnbar sein könnten.
Für die weltraumgestützte Astronomie werden noch einige interessante Dinge vorhergesagt. Es gibt bereits Vorschläge für Teleskope der nächsten Generation, die eine noch größere Beobachtungsleistung und -fähigkeit bieten.
In letzter Zeit Dekadische Umfrage 2020 für Astrophysik veranstaltet von der Science Mission Directorate SMD der NASA vier Flaggschiff-Missionskonzepte sollten auf dem Erbe der Großen Observatorien aufbauen Hubble, Kepler, Spitzer und Chandra.
Diese vier Konzepte umfassen die Großer UV- / optischer / Infrarot-Vermesser LUVOIR, der Origins Space Telescope OST, die Habitable Exoplanet Imager HabEx und die Lynx Röntgenvermesser .
Als weitere Nachfolge-Mission zu Hubble , LUVOIR wird ein Weltraumobservatorium mit mehreren Wellenlängen sein, das am L-Lagrange-Punkt Erde-Sonne umkreist. Das Teleskop wird auf einem 15 m ~ 50 ft segmentierten Primärspiegel basieren, ähnlich dem, was der JWST hat aber größerauch so konzipiert sein, dass sie gewartet werden können und alle Instrumente austauschbar sind, was eine lange Wartungsgeschichte gewährleistet.
Als nächstes ist das OST mit dem Ziel, die Komplexität zu minimieren, um eine extreme Empfindlichkeit zu gewährleisten. Es basiert auf einem 5,9 m ~ 19 ft großen Primärspiegel, der kryogen bei einer Temperatur von 4,5 k -267 ° C; -452 ° C gehalten wird° F und eine Reihe von vier wissenschaftlichen Instrumenten.
Dazu gehört a Mittelinfrarot-Spektrometer-Transit-Spektrometer MISC-T zur Messung der Spektren transitierender Exoplaneten und zur Suche nach Biosignaturen; a Polarimeter des Fern-IR-Bildgebers FIP zur Durchführung von Umfragen mit Breitbandbildgebung; Origins Survey Spectrometer OSS für großflächige und tiefe spektroskopische Untersuchungen; und die Überlagerungsempfänger für Ursprünge HERO, um Spektren mit zusätzlicher Leistung zu sammeln.
HabEx dient dazu, Exoplaneten direkt um sonnenähnliche Sterne abzubilden und ihren atmosphärischen Gehalt auf der Suche nach Biosignaturen zu charakterisieren. Aufgrund seiner Stabilität und beispiellosen Empfindlichkeit gegenüber ultravioletten, optischen Wellen und Wellenlängen im nahen Infrarot kann er jedoch auch untersuchendie frühesten Epochen des Universums.
Die Luchs Das Teleskop wird der Nachfolger des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA sein. Es kombiniert eine hervorragende Winkelauflösung, einen hohen Durchsatz, ein großes Sichtfeld und eine hohe spektrale Auflösung. Luchs wird in der Lage sein, die "unsichtbaren" Teile des Universums zu untersuchen, wie z. B. entstehende supermassive Schwarze Löcher SMBHs, frühe Galaxienbildung, Supernovae und Sternreste.
Die ESA hat auch Pläne für die Fortgeschrittenes Teleskop für Astrophysik mit hoher Energie ATHENA Observatorium. Diese Mission wird ein großes Röntgenteleskop mit fortschrittlichen Instrumenten kombinieren, um die exotischsten kosmischen Phänomene zu untersuchen - wie Akkretionsscheiben um Schwarze Löcher, Lichtverzerrungen durch extreme Schwerkraft, Gammastrahlenausbrüche GRBs.und heiße Gaswolken, die Galaxien umgeben.
Die NASA und andere Weltraumagenturen arbeiten ebenfalls an der Realisierung von Montage im Weltraum ISA von Weltraumteleskopen, bei denen einzelne Komponenten in die Umlaufbahn gebracht und dort zusammengebaut werden. Durch diesen Prozess werden keine besonders schweren Trägerraketen mehr benötigt, um massive Observatorien in den Weltraum zu schicken - ein Prozess, der sehr teuer und riskant ist.
Es gibt auch das Konzept von Observatorien, die aus Schwärmen kleinerer Teleskopspiegel bestehen " Schwarmteleskope ". Ähnlich wie bei großen Arrays hier auf der Erde - wie die Sehr langes Basislinien-Interferometer VLBI und die Event Horizon Telescope EHT - Bei diesem Konzept geht es darum, die Bildgebungsleistung mehrerer Observatorien zu kämmen.
Dann gibt es die Idee, Weltraumteleskope zu versenden, die dazu in der Lage sind selbst zusammenbauen . Diese Idee, wie von Prof. Dmitri Savransky von der Cornell University vorgeschlagen, würde ein ~ 30 Meter 100 Fuß großes Teleskop beinhalten, das aus Modulen besteht, die sich autonom zusammensetzen würden.
Dieses letztere Konzept wurde auch während der Dekadischen Umfrage 2020 vorgeschlagen und im Rahmen der Phase-I-Entwicklung ausgewählt. 2018 NASA Innovative Advanced Concepts NIAC -Programm.
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Die weltraumgestützte Astronomie ist eine relativ neue Technologie, deren Geschichte untrennbar mit der der Weltraumforschung verbunden ist. Wie viele fortschrittliche Konzepte in der Weltraumforschung mussten die ersten Weltraumteleskope auf die Entwicklung der ersten Raketen und Satelliten warten.
Als die NASA und Roscosmos Fachkenntnisse im Weltraum erlangten, nahmen die Anzahl und Vielfalt der weltraumgestützten Observatorien zu. Hubble-Weltraumteleskop 1990 war es geradezu bahnbrechend und öffnete die Tür zu Dutzenden hochentwickelter Weltraumobservatorien.
Diese Missionen enthüllten Aspekte unseres Universums, die zuvor unbekannt waren oder Gegenstand von Spekulationen waren aber nicht bewiesen wurden. Astronomen und Kosmologen konnten auch ihre Modelle des Universums als immer mehr Daten zu den zuvor unsichtbaren Teilen verfeinerndes Kosmos strömte weiter herein.
Im Laufe der Zeit schlossen sich immer mehr Nationen dem Weltraumzeitalter an, was dazu führte, dass immer mehr Weltraumagenturen astronomische Beobachtungen aus dem Weltraum durchführten. Diese Missionen trugen wesentlich zu unserem Verständnis von Raum und Zeit bei und halfen, einige drängende kosmologische Rätsel zu lösen.
Weltraumteleskope und Orbitalastronomie haben heute vom Aufkommen von Interferometrie, Miniaturisierung, autonomen Robotersystemen, Analysesoftware, Vorhersagealgorithmen, Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und verbesserter Optik profitiert. Diese wurden in vorhandene Teleskope integriert, um ihre Fähigkeiten zu verbessernund informierte über das Design von Weltraumteleskopen der nächsten Generation.
Bei dieser Geschwindigkeit ist es nur eine Frage der Zeit, bis Astronomen das Universum in den frühesten Stadien der Bildung sehen, die Geheimnisse der Dunklen Materie und der Dunklen Energie aufdecken, bewohnbare Welten lokalisieren und Leben jenseits der Erde und des Sonnensystems entdeckenes wäre nicht überraschend, wenn alles gleichzeitig passiert!
Weiterführende Literatur :
- ESA - PLATO
- ESA - Euklidübersicht
- ESA - Hubble-Weltraumteleskop
- NASA - Hubble-Weltraumteleskop
- NASA - Spitzer-Weltraumteleskop
- Wikipedia - Liste der Weltraumteleskope
- Space.com - Große Weltraumteleskope
- NASA - James Webb Weltraumteleskop
- NASA - Planetary Science Decadal Survey 2013-2022
- Scientific American - Das erste Weltraumteleskop der Welt
- NASA - Vision und Reisen für die Planetenforschung im Jahrzehnt 2013-2022