“NASA四选一：下一个旗舰太空望远镜究竟是哪个”

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本报记者刘霞

比较不同波长和目标的4个提案望远镜“争夺宠物”，幸运者将在1930年代上升空。 图片来源:《科学》杂志网站

今天的观点

据美国科学杂志(英语)官网报道，今年对美国国家航空空航天局的天文学家来说，流年不利。 詹姆斯·韦伯空望远镜( jwst )的发射日期推迟到2021年3月，超过了88亿美元。 所谓“同病相怜”，也有以揭示神秘暗能量的本质、超过4亿美元为目的的宽视场红外线望远镜( wfirst )。

但是，天文学家们追求星辰大海的梦想是不可阻挡的。 美国天体物理学行业的“十年调查”于上月启动，目的是为美国航天局、美国能源部和国家科学基金会的未来任务明确优先考虑几个事项，其中一个重要任务是从4个拟议的望远镜项目中选出一个，jwst和wfirst

据《科学》杂志报道，目前“漂浮”的这“四朵金花”各有千秋，最后无论选哪一朵，进行价格管理都很重要，不要步jwst和wfirst的后尘。

出现了4个方案

这四个拟议望远镜包括“大型紫外/光学/红外测量仪器”( luvoir )，这个15米宽的巨型望远镜的聚光能力是哈勃太空望远镜的40倍，目的是追溯到宇宙的第一个星系，宇宙的其他地方。

宜居系外行星天文台( habex )也致力于回答上述问题，但镜面比较小。 habex带着足球场大小的遮蔽板一起飞行。 星板遮挡恒星的耀眼光芒，揭示类地系外行星。 habex仔细研究系外行星发出的微弱光，寻找生命的信号。

林克斯x光天文台( lynxxrayobservatory )收集来自宇宙中第一个黑洞的x光，了解如何帮助银河的形成和演化。

“起源太空望远镜”( originsspacetelescope )的设备可以将望远镜冷却到绝对零度以上的4℃，研究来自帮助恒星和行星形成的冷空气和尘埃的红外线辐射。

无论哪个概念项目最终被选中，研究者都希望比“前辈”幸运。 2001年的“10年调查”选择了jwst作为主要任务，如果顺利的话，这台望远镜将在任务提出20年后的2021年在天空中飞行。 wfirst是年“十年调查”的优先事项，但要到2025年才能发射。

有了这些前车之鉴，美国航空航天局希望这次更安全。 该机构从去年开始不仅明确了这四个旗舰的概念，资助小组还对各个概念提出了大致的设计方案。 2019年6月，这些团队将分别向nasa提交报告。 这包括高价巨大的高预算版和预算在50亿美元以下的“亲民版”两个版本。

竞争激烈

“十年调查”的结果将于年中提出。 科学家希望最终达成协议，携手推动国会支付资金。 但是，四个旗舰项目本身之间的竞争也非常激烈。

luvoir的支持者认为它是像哈勃一样“多才多艺”的通用天文台。 而且，望远镜的尺寸巨大，这意味着可以在最清晰的视野中瞥见最远、最模糊的物体。 太空望远镜科学研究所的杰森·卡里拉表示“超过了天体物理学”。 但批评者认为，luvoir巨大的镜面很贵，很可能步6.5米宽镜面的jwst后尘。

更亲民habex的支持者认为这个望远镜有助于更好地探索系外行星，但是遮星板这个技术还没有得到验证。 habex可以详细研究附近的几个行星，但镜面只有4米宽，这意味着更远的世界比不上它。 habex和luvoir团队的克里斯·斯塔克表示，不需要这两种产品，上市的毕竟是“地球附近的恒星有限”。

“起源太空望远镜”希望研究尘埃和分子如何聚集形成最初的银河和黑洞，年轻恒星周围的圆盘如何凝聚成为系外行星。 但是，位于jwst和智利的阿塔卡玛的大型毫米波/亚毫米波阵列能够捕捉到一点相同波长的光，压迫在“起源太空望远镜”的发现空之间。

lynx是x射线天文台，研究进入黑洞和从银河中心喷出的热气体。 这让坐在什么“长椅”上的x射线天文学家兴奋不已？

需要估算价格

无论哪个任务最终受到十年调查的欢迎，捐助者都有疑问。 我们怎么知道那不是另一个jwst呢？ 美国国家科学、工程和医学院( nasem )研究主任大卫·戴伊组织了这次“十年调查”。 他表示，调查将使用多种复杂方法估算价格，希望“不要因价格过高而受到冲击”。

项目小组通常说通过计算人工、材料和测试来估算价格，“这是好的，但不可预见的情况除外”。 因此，在过去的十年中，nasem向位于加利福尼亚州的埃尔塞贡多航空空航天企业支付费用，并使用其“价格和技术判断”( cate )模型分解“十年调查”可能考虑的建议。

cate模型利用了包括NASA 150多个任务和700台设备的价格和性能详细情况在内的追溯到数十年前的数据库。 提出新任务时，cate可以让人们知道过去类似任务的价格几何。 并且，该模型的最大特点在于其预测能力。

jwst现在是天文学家们脑海中的“香饽饽”，但他们也渴望“四轮金花”的胜者实现梦想。 胜者将于20世纪30年代发射到“拉格朗日2”( L2 )点——太阳和地球的重力平衡点，帮助科学家解开关于宇宙的谜团。

(科技日报北京12月26日电)

来源：安莎通讯社