Európa csillagászati-űrkutatási tervei I.
2009.02.02. 10:32
A napokban kezembe akadt egy vaskos kiadvány az alábbi címmel: "The ASTRONET Infrastructure Roadmap: A Strategic Plan for European Astronomy". Ez egy kiadós és alapos tanulmány az európai csillagászat jelenlegi helyzetéről, a már futó illetve tervezés alatt álló projektekről, tudományos és oktatási lehetőségekről. Sok mindenből lehetne szemezgetni, például a csillagászat oktatásának helyzetéről Európában. (Egy csomó országban a tanárjelöltek egyáltalán nem tanulnak csillagászatot az egyetemen? Szerencsére nálunk igen. Fiz/geo tanárokra gondolok.)
A leglátványosabb része persze az, ahol a következő tíz-húsz évre tervezett (űr)eszközöket mutatja be, úgyhogy én is abból fogok válogatni. A tanulmány nagyrészt a legfontosabb, legnagyobb prioritást élvező, zászlóshajó típusú programokat taglalja, de persze ezeken kívül is van még "élet", kisebb léptékű vagy már megvalósuláshoz közeli programok személyében. Mindenesete az első részben a nagyenergiájú asztrofizika és a gravitációs hullámok témaköre van terítéken.
A csillagászat ezen területe igen nagy fejlődésen esett át rövid idő alatt. Más égitestektől érkező röntgen- és gammasugárzást csak a légkörön kívül lehet detektálni, ezért megfigyelések, mérések csak az elmúlt fél évszázad óta léteznek. Ezek a sugárzások mindig nagyon nagy energiájú folyamatokhoz kapcsolódnak, amik viszont sokszor fekete lyukak közvetlen környezetében zajlanak, azok meg mindig érdekesek. Az eletromágneses sugárzás mellett más típusú sugárzásokat is ebbe a fejezetbe sorolhatunk, így például a neutrínókat. Ezeket, ha iszonyatosan alacsony hatásfokkal is, de tudjuk detektálni. A gravitációs hullámok detektálása viszont még itt sem tart, mivel az erőfeszítések (= soksok euró/dollár) ellenére nem létezik még direkt megfigyelés. Közvetett úton, kettős pulzárok közeledéséből lehetett csak kimutatni eddig ezeket (ami viszont Nobel-díjat ért '93-ban).
A két legfontosabb kétségkívül az XMM-Newton és az Integral. Előbbi a világ egyik vezető általános célú röntgentávcsöve, és 2007-ben a legnagyobb impaktfaktorral rendelkező űrtávcső volt. 2012-ig mindkét misszió támogatása garantált, ugyanakkor a tanulmány aggodalmát fejezte ki más programok, mint a Swift és Fermi tevezett költségvetésével kapcsolatban.
Tervezett földi programok
Cherenkov Telescope Array
A legnagyobb energiájú (>100 GeV) gammasugárzást közvetetten a földfelszínről is megfigyelhetjük, mivel a gamma fotonok a légkörbe érve részecskezáporokat keltenek, melyek Cserenkov-sugárzást bocsátanak ki. Ilyen detektorok már léteznek (MAGIC, H.E.S.S.), az igazi újdonság az alacsonyabb energiájú, néhány tíz GeV energiájú gamma fotonok mérését jelentené, ehhez azonban jóval nagyobb, 30 méteres távcsövekre lesz szükség. A tervek szerint 2010-re készülnek el a távcső prototípusok és 100-150 millió € lesz a költség.
KM3NeT
Az eddigi neutrínó-detektorok gyakorlatilag csak a Napról szolgáltattak információt. Az áttörést még nagyobb szerkezetektől várják, melyek köbkilométerben mérhető térfogatú közegbe helyezett egyszerű érzékelők hálózatából állnak. Ahogy fentebb, itt is a Cserenkov-sugárzást keresik, egyszerű fotomultiplierekkel, de azokból több ezret is a vízbe kell süllyeszteni. Míg az amerikaiak az Antarktisz jegébe építik be az IceCube rendszert, az európaiak a Földközi-tenger vizét használnák. Egy ekkora rendszerrel talán már detektálhatóvá válhatnak extragalaktikus neutrínók is aktív galaxismagokból és gammafelvillanásokból. Az európaiak jelenleg három kisebb detektormezőn kísérletezik ki a legjobb szerkezeti megoldásokat. Várható költség: 250 millió €.
Baloldalt a Cserenkov-detektorok elve, jobbra meg a KM3NeT detektorhálója.
Tervezett űrprogramok (-2015)
Simbol-X
A röntgensugarakal az a baj, hogy csak súrlódó beesés mellett verődnek vissza bármilyen felületről, ezért elég trükkös hagyományos, fókuszáló típusú távcsövet építeni rájuk. A kemény röntgen tartományban még nem is készült ilyen, a Simbol-X lehet az egyik első, mellyel már például egészen az aktív galaxismagok szívébe, a szupermasszív fekete lyukak közvetlen környezetébe láthatunk. Valójában két műholdról van szó, melyek 20 méterre repülnek egymástól, egyik tartalmazza az "optikát", a másik a detektorokat. A start még messze van, majd 2014-ben. Addigra az ugyanilyen célú, amerikai NuSTAR már repülni fog, de nem fogja elérni a Simbol-X teljesítményét se érzékenységben, se felbontásban. A projekt nemrég lépett tervezésből fejlesztési fázisba, a számla 300 millió € lehet.
Tervezett űrprogramok (-2020)
International X-ray Observatory (IXO)
Az IXO terve körülbelül úgy született meg, hogy a két nagy űrügynökség elkezdte tervezni következő generációs, nagy, általános röntgentávcsövét, a XEUS-t és a Constellation-X-et. Nem sokkal később aztán az európai és amerikai fejesek leültek egymással, összegyúrták a két tervet eggyé, és bevették a japánokat harmadiknak. Még bőven a tervezési fázisban járnak. Start majd 2020 környékén, a teljes költség egy-két eurómilliárd lesz.
Laser Interferometer Space Antenna (LISA)
A formációban repülő három műhold a földfelszínről detektálhatatlan, alacsony frekvenciájú gravitációs hullámokat fogja keresni. Van ugyan pár leküzdeni való technikai akadály, mint a holdak ötmilló km-es távolságát pikométeres pontossággal mérő irányítórendszer, de a gravitációs hullámok keresése kellően erős buzzword jelentős cél, mind méréstechnikailag, mind elméleti oldaról. A pikométer egyébként nagyjából az atomok méretének felel meg. 2010-ben indul a LISA Pathfinder technikai és demonstrációs előfutár, maguk a végleges elemek majd 2018-20 körül indulhatnak. A cechet a NASA és az ESA közösen állja, közel lesznek a milliárd euróhoz.
A következő részben a csillagászati műholdak lesznek soron, ultraibolyától a rádióig.
(Emlékeztető: A tervezett programok közül nem fog mind megvalósulni, vagy nem ebben a formában, a startlehetőségek és támogatások elosztásától függően. Egyelőre ezek csak tervek.)
Ajánlott bejegyzések:
A bejegyzés trackback címe:
Kommentek:
A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.
