A jövő űrtávcsövei
A hamarosan induló Webb-űrtávcső a 20-as évek óriása, amelyet a 30-as években a Roman-űrtávcső követ. Az űrcsillagászok viszont már a 40-es évekre terveznek.
Idén az amerikai csillagászok nemcsak a szakmai eredményekre figyeltek, hanem arra is kíváncsiak voltak, mikor jelenik meg az Astro2020, vagyis a Nemzeti Kutatási Tanács (National Research Council, NRC) soron következő asztrofizikai évtizedes áttekintése (decadal survey), amely a helyzetértékelés mellett körvonalazza az elkövetkező évtizedekre javasolt földi és űrcsillagászati kutatási irányokat, eszközöket. A kötetnek 2020 végén kellett volna napvilágot látnia, a járványhelyzet miatt azonban megjelenése idénre tolódott. Két fontos gondolatot azonban már október közepén kiszivárogtatott a tanulmányból Paul Hertz, a NASA asztrofizikai részlegének igazgatója, majd november 4-én a teljes tanulmányt is közzé tették, amely nemcsak a most kezdődő évtizedre, hanem egészen századunk közepéig jelöl ki fő kutatási irányokat.
Az űrcsillagászat területén a tanulmány számos kisebb küldetésre is javaslatot tesz, a legnagyobb érdeklődés mégis a stratégiai jelentőségű, úgynevezett zászlóshajó projektre vonatkozó ajánlásokat kíséri. Elsősorban azért, mert bár a NASA nem köteles elfogadni az ajánlásokat, az elmúlt évtizedek tapasztalatai mégis azt mutatják, hogy a NASA általában magáévá teszi a szakértői testület elképzeléseit, például a 2010-es hasonló évtizedes áttekintő tanulmányból a Nancy Grace Roman-űrtávcsőre (korábbi nevén WFIRST) tett javaslatot fogadták el. A NASA az Astro2020 előkészületeként négy nagy űrtávcsőre vonatkozó javaslatot vizsgált meg (HabEx, LUVOIR, Lynx és Origins), amelyeket korábbi cikkeinkben részletesen bemutattunk.
Végül az Astro2020-ban egyiket sem választották ki változatlan formában a négy közül, hanem egy olyan eszközre tettek javaslatot, amelyik a HabEx és a LUVOIR egyesítésének, a kettő közötti kompromisszumnak tekinthető. A HabEx 3,2 és 4 méter közötti átmérőjű tükrös távcső lett volna, a potenciálisan lakható exobolygók keresésére optimalizálva. A LUVOIR sokkal nagyobb, 8 és 15 méter közötti átmérőjű távcsövet javasolt, amelyet az asztrofizika és a kozmológia számos különböző területén lehetett volna használni. Ezek helyett az Astro2020 tanulmányban a LUVOIR kisebb változata és a HabEx közötti méretű távcsövet javasolnak, 6 méter tükörátmérővel, amely az ibolyántúli (UV), a látható és az infravörös tartományban egyaránt végezne észleléseket. A kompromisszumos döntést tudományos és költségvetési szempontok egyaránt indokolták: elég nagy ahhoz, hogy érdemi exobolygó-észleléseket is lehessen vele végezni, de mégsem túl nagy, így észszerű költségvetésből, kezelhető időtávon belül el lehet készíteni.
A javasolt műszernek természetesen még nincs neve – azt majd a NASA ad neki, ha elfogadják a javaslatot, és valóban megvalósulni látszik. Mindenesetre az évtizedes áttekintő tanulmány készítőinek becslése szerint az űrtávcső megépítése 11 milliárd dollárba kerülne, ami a James Webb-űrtávcső (JWST) tényleges megvalósítási költségének nagyságrendjébe esik (amely összeg persze a JWST projekt indításakor még jóval alacsonyabb volt – B.E.). A távcső a 2040-es évek első felére készülhetne el. Az eredeti LUVOIR koncepció 17 milliárd dolláros költséggel és a 2050-es évekre történő megépüléssel számolt, a HabEx viszont bár olcsóbb lett volna, de nem tudta volna mindazokat a tudományos célokat elérni, amelyeket az új koncepció szerinti eszköz elérhet.
Az asztrofizikai évtizedes tanulmány a következő néhány évtizedre zászlóshajó küldetésként egy, a korábban javasolt LUVOIR tervnél kisebb űrtávcső megépítését javasolja. (Kép: NASA / GSFC)
A zászlóshajó küldetés kiválasztása nem újdonság, sőt mondhatni megszokott és elvárt az évtizedes tanulmányok sorában. Az sem egyedülálló, hogy két elgondolás ötvözete a végső javaslat. Újdonság viszont az a felismerés, hogy a NASA-nak évtizedeken, sőt generációkon átnyúlóan kell terveznie a jövő küldetéseit. Ennek szellemében a tanulmány azt javasolja, hogy a most körvonalazott űrtávcső csak az első darabja lenne a zászlóshajó küldetések egy olyan sorozatának (Great Observatories Mission and Technology Maturation Program at NASA), amelynek keretében a NASA kiérlelhetné és egységesíthetné a szükséges technológiákat. Ettől a megoldástól a költségek és a kockázatok csökkenését remélik. Konkrétan ez azt jelenti, hogy öt évvel a most javasolt zászlóshajó űrtávcső építésének megkezdése után a NASA készítsen tanulmányokat a következő két zászlóshajó megépítésére, mégpedig egy távoli infravörös és egy röntgentávcsőre, amelyek költségvetése egyenként 3–5 milliárd dollár között lehetne. A két berendezés hasonló lehetne az Astro2020 előkészítéseként megvizsgált másik két javaslathoz, nevezetesen az említett Lynx és Origins űrtávcsövekhez.
A folyamatos tervezés és építés ötlete nem teljesen új, elég arra gondolni, hogy a JWST (akkor még Next Generation Space Telescope néven) tervezése már a Hubble-űrtávcső pályára állítása előtt elkezdődött. A JWST (és kisebb mértékben a Nancy Roman-űrtávcső) építése során felmerült nehézségek mindenesetre azt jelzik, hogy ezeket a komplex és költséges küldetéseket újszerű megközelítéssel kell menedzselni.
Az évtizedes előretekintő tanulmány azonban nemcsak a zászlóshajó űrtávcsőre tesz javaslatot, hanem számos kisebb küldetésre is. Azt javasolják, hogy évtizedenként indítsanak egy közepes méretű küldetést, 1,5 milliárd dolláros költségvetéssel, amely sorozat hasonló lehetne a bolygókutatásban a nagy, zászlóshajó küldetések és a kisebb Discovery kategóriájú szondák közötti New Frontiers kategóriájú küldetésekhez.
Az évtizedes tanulmány járvány miatti késedelmes megjelenése azt jelentette, hogy az ajánlásoknak már nem lehetett átfogó hatása a NASA 2023. évi költségvetésére, amelynek 2022 elejére már el kell készülnie. Ennek ellenére Paul Hertz azt ígérte, hogy megpróbál egyes javaslatokat már a 2022-es költségvetésben is érvényre juttatni, és optimista a távolabbi jövőre vonatkozó ajánlások megvalósulását illetően is.
