Acesta articol intocmeste un top 10 observatoare astronomice moderne. Unele sunt construite in prezent, altele sunt in cautarea finantarii, iar unele sunt doar vise. Aceste observatoare nu au fost aranjate in functie de importanta, ci mai degraba in functie de impactul stiintific, cost, tehnologie si marime.
1. Antena Spatiala cu Interferometrie Laser (LISA)
LISA este intr-o clasa proprie. Intr-un fel, aceasta nu are ce cauta in top deoarece depaseste orice alt observator de pe lista prin faptul ca monitorizeaza universul prin intermediul undelor gravitationale, si nu al celor electromagnetice. Daca LISA are succes, aceasta va fi prima observatie directa a undelor gravitationale, care au fost prezise de teoria generala a relativitatii. LISA va detecta variatia la o distanta de trei nave spatiale care zboara in formatie de triunghi echilateral. Instrumentele sale sunt interferometre clasice sensibile la undele gravitationale care distorsioneaza spatiul-timp intre navele spatiale cu zeci de picometri. Curand, misiunea LISA Pathfinder va fi lansata pentru a dovedi conceptul si tehnologia necesara pentru observatorul complet. LISA este un important pas inainte pentru umanitate, ca un copil care isi deschide ochii pentru prima oara.
2. Cautatorul de Planete Terestre (TPF)
TPF este o misiune spatiala vizionara care va consta probabil in doua observatoare in spatiu, un coronograf si o serie de interferometre. TPF va cauta planete extrasolare terestre in jurul stelelor relativ apropiate, cum ar fi sistemul Alpha Centauri, si al sistemelor stelare unde probabilitatea de a gasi o planeta extrasolara este foarte mare. Coronograful ar fi un telescop optic foarte mare (de cel putin trei ori mai mare decat Hubble), care ar avea deasemenea sisteme optice speciale pentru a ascunde lumina stelelor luminoase, in scopul de a vedea planetele slab iluminate aflate in preajma stelelor lor gazda. Interferometrul va consta in mai multe telescoape mici cu infrarosu, care vor orbita in formatie – tehnica interferometrica ar permite telescoapelor sa obtina o rezolutie a unui telescop mult mai mare.
3. Telescopul Spatial James Webb (JWST)
JWST este considerat a fi succesorul Telescopului Spatial Hubble. Acesta va studia formarea galaxiilor, stelelor si planetelor in univers cu o precizie si o profunzime suprema. Ingineria telescopului este uimitoare. Oglinda principala a telescopului va consta intr-un reflector de beriliu acoperit cu aur, care va avea dimensiunea de 6,5 metri. Acest reflector va fi compus din 18 segmente hexagonale care se vor deschide in spatiu. Oglinda este facuta din materiale atat de speciale datorita necesitatii pentru proprietatile specifice termice si reflectorizante. De exemplu, beriliul este metalul cu cele mai ridicate caracteristici de disipare a caldurii pe unitate de greutate, iar coeficientul sau scazut de expansiune termica confera stabilitate oglinzii.
JWST este proiectat pentru a observa obiectele foarte indepartate, astfel incat o mare parte din lumina lor va fi in infrarosu atunci cand va ajunge la telescop – prin urmare, JWST va fi un telescop cu infrarosu, motiv pentru care exista acea suprafata reflectorizanta acoperita cu aur. JWST este dotat cu tehnologie avansata, cum ar fi giroscoapele rezonatoare emisferice care ar trebui sa reziste mai mult decat giroscoapele mecanice traditionale de pe Hubble. Acest lucru este necesar deoarece JWST se va afla departe de Pamant (aproximativ 1,5 milioane de kilometri distanta) si evident nu vor putea fi efectuate reparatii. Daca toate acestea vi se par ambitioase si delirante, aveti dreptate, dar stiinta pe care o va elabora JWST cu siguranta va merita efortul.
4. Telescopul Coplesitor de Mare (OWL)
OWL este cel mai putin probabil telescop din acest top – proiectul a fost eclipsat de Telescopul European Extrem de Mare (EELT), in toate domeniile practice. OWL ar trebui sa fie un telescop nerealist de mare de 100 de metri, care va putea observa obiecte slab iluminate (chiar cele cu magnitudinea aparenta de 38). Pentru a tine costurile sub control, OWL ar trebui sa se bazeze pe productia in masa a elementelor de cost major, cum ar fi componentele structurale si oglinzile segmentate, insa o comisie de revizuire a determinat ca acest cost s-ar ridica la cel putin 1,2 miliarde de euro. Costul este considerat a fi inacceptabil de mare.
5. Seria de Kilometri Patrati (SKA)
SKA va fi un telescop radio cu o zona de colectare de un milion de kilometri. Acesta va fi cel mai mare telescop creat vreodata si poate chiar cel mai costisitor la 1,5 miliarde de euro. SKA va sonda componenta gazoasa a universului timpuriu cu o sensibilitate de 50 de ori mai mare decat cea a Telescopului VLA. De asemenea, aceasta sensibilitate si un camp de vedere larg ii vor permite telescopului SKA sa sondeze relativitatea generala prin monitorizarea sincronizarii unei retele de pulsari. Ca si VLA, SKA va fi o retea de interferometre constand in statii individuale de antene care vor lucra impreuna pentru a sintetiza o apertura cu un diametru de pana la cateva mii de kilometri. Multe lucruri legate de designul final al telescopului sunt inca neclare, de fapt exista oameni din domeniul astronomiei care au amenintat cu distrugerea intregului proiect.
Divergentele provin din diverse opinii cu privire la care ar trebui sa fie obiectivele stiintifice principale ale proiectului. In prezent, se preconizeaza ca aproximativ 50% din suprafata de colectare ar fi cuprinsa intr-o gama centrala densa cu diametrul de 5 kilometri, pentru a oferi o sensibilitate ridicata la luminozitate pentru studierea liniilor spectrale palide de la structurile din universul timpuriu. Un alt procent de 25% din zona de colectare ar fi amplasat intr-un diametru de 150 de kilometri. Procentul ramas de 25% din zona de colectare ar fi linii de baza de 3000 de kilometri sau mai mult. Distributia antenelor are un impact direct asupra ceea ce poate fi realizat in mod stiintific.
6. Telescopul European Extrem de Mare (EELT)
EELT este rezultatul realist al propunerii telescopului OWL. Oglinda principala ar avea 42 de metri, constand in 984 de segmente de 1,4 metri, cu grosimea de numai 50 de milimetri. Oglinzile sunt subtiri pentru a avea proprietati termice excelente. EELT va avea un sistem optic adaptiv, care va efectua ajustarea activa a unei oglinzi de 2,5 metri, pentru a compensa efectele atmosferice care distorsioneaza imaginile. Vor exista 5000 de servomotoare care sa sustina aceasta oglinda, care vor ajusta cu precizie forma oglinzii (de mii de ori pe secunda) pentru a corecta imaginile. Realitatea este ca efectul limitator asupra tuturor telescoapelor mari de la sol este vederea atmosferica, prin urmare, toate telescoapele optice terestre din acest top folosesc un fel de sisteme optice adaptive.
7. Telescopul Sinoptic de Supraveghere la Scara Mare (LSST)
LSST este un telescop de 8 metri cu un camp de vedere de 3 grade (ca o comparatie, Luna are doar jumatate de grad pe cer). Aceasta configuratie ii permite telescopului LSST sa puna in aplicare un program de observare care detecteaza obiectele din apropierea Pamantului (obiecte mici si slab iluminate in expunerile de 10-20 de secunde) si permite stivuirea imaginilor pentru o imagistica larga si profunda, pentru studierea stelelor si galaxiilor. Printre misiunile acestui telescop se afla natura energiei intunecate, sistemul solar, fenomenele tranzitorii optice si structura galactica. Tehnologia LSST si rata la care acesta va produce date sunt detaliile care il fac atat de remarcabil. Camera LSST are 3200 de megapixeli si va crea 400 000 de imagini de 16 megapixeli pe noapte pentru un total de 60 PB de date brute in 10 ani. Volumul total de date dupa procesare va fi de 100 PB. LSST va fi larg, rapid si profund si va fi gata pentru a iesi la lumina in anul 2014.
8. Telescopul de Treizeci de Metri (TMT)
TMT este un alt telescop terestru extrem de mare. Designul sau solicita o zona de colectare care are diametrul de 30 de metri. Pentru a putea explora universul timpuriu mai bine, acesta va fi sensibil la lumina in optica aproape de infrarosu. In raport cu Hubble, TMT va avea o zona de colectare de 144 de ori mai mare si o rezolutie spatiala mai buna cu un factor de 10 in apropiere de infrarosu. TMT va avea o oglinda principala compusa din 492 de segmente, cu o oglinda tertiara rotativa, pentru a directiona lumina pe instrumente multiple si, desigur, va utiliza sisteme optice adaptive pentru a corecta turbulentele din atmosfera. TMT va pune in aplicare o versiune scalata a tehnologiei oglinzii segmentate a telescopelor Keck, la o dimensiune care va produce date semnificative la un cost rezonabil.
9. Telescopul Magellan Urias (GMT)
GMT se diferentiaza de alte telescoape terestre uriase din acest top prin faptul ca oglinda sa principala nu va fi segmentata in modul standard, ci va consta in schimb in sapte oglinzi monolitice de 8,4 metri. Deoarece sase din oglinzi se afla in afara axei (nu focalizeaza lumina catre un punct situat direct deasupra lor, ci mai degraba catre un punct situat in lateral), acestea prezinta o provocare unica de inginerie care va sintetiza un telescop cu o putere de rezolvare a unei singure oglinzi de 24,5 metri. In prezent, a fost turnata prima oglinda ca o dovada a conceptului ca o forma exacta acceptabila poate fi atinsa.
10. Observatorul ALMA
ALMA este probabil cel mai practic observator din acest top, in timp ce multe din celelalte observatoare de pe lista sunt doar in faza de proiect. Acest observator este situat in nordul statului Chile, la altitudinea de 5000 de metri, in desertul Atacama. ALMA nu este un singur telescop, ci o serie de 50 de antene (acest numar se poate schimba si a fost deja redus o data) care lucreaza la unison. Merita un loc in acest top deoarece va revolutiona astronomia prin furnizarea unui ochi sensibil la lumina in lungimi de unda milimetrice, unde formarea de stele si planete din universul timpuriu poate fi vazuta cel mai bine. Fiecare din aceste antene de 12 metri va observa in benzi cuprinse intre 30 Ghz si 1 Thz, iar seria va avea transportatori spacializati de telescoape care vor permite linii de baza de la 150 de metri pana la 16 kilometri. ALMA este cel mai ambitios telescop terestru construit vreodata si a costat peste un miliard de dolari.
Exista observatoare mai productive care au fost deja construite, sau vor fi construite, insa cele din acest top sunt cele mai uimitoare. Acest top nu include proiectele si mai speculative, cum ar fi planurile pentru un telescop lunar radio sau un telescop LISA extrem de mare si de sensibil. Aceste telescoape folosesc componente multiple aproape identice, care lucreaza la unison pentru a colecta un semnal. LISA, SKA, TPF si ALMA folosesc interferometria sau corelarea pentru a observa. EELT, TMT si JWST folosesc oglinzi principale segmentate. GMT foloseste mai multe oglinzi identice pentru a simula o oglinda principala. LSST foloseste o gama masiva de detectoare CCD. Tehnologia moderna si beneficiile economice si de complexitate de constructie industriala reproductibila fac acest lucru posibil, insa este nevoie de informatica moderna pentru a aduna datele de la elementele receptoare individuale si pentru a produce observatii coerente.
