作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2013-12-23 9:36:37
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放眼未来30年空间任务
NASA制定“天体物理学路线图”

 
本报讯 新的一年是制定长期计划的最佳时机,而美国宇航局(NASA)似乎已经一头扎进制定计划的“深渊”当中。12月20日,该局的天体物理学部门发布了未来空间任务的愿望清单——对今后30年,甚至更远期进行了规划。
 
这份新的“天体物理学路线图”值得注意的地方不在于它重申了认为科学家应该追求的广泛而流行的主题,例如“我们是孤独的吗?”“我们怎么会在这里?”和“我们的宇宙是怎样工作的?”而是在于这份由NASA的Chryssa Kouveliotou率队完成的报告,同时还给出了帮助空间任务回答这些粗线条问题所需的技术。
 
通过把未来30年分解为10年的增量,这份路线图指出,未来10年的“近期”项目都已预定,例如上周发射的欧洲空间局的盖亚空间任务,以及打算2018年发射升空的詹姆斯·韦伯空间望远镜。而在接下来的10年里,这份报告列举了一些横跨电磁波谱的概念性任务,例如通过红外线和可见光以及X射线,研究自宇宙大爆炸以来宇宙微波背景极化的一项微波项目。而对于距今20到30年,这份路线图的目标更为宽泛,其一系列任务包括类地行星、黑洞、宇宙的黎明以及引力波。
 
然而这一切并不容易。当前的技术并不适合未来的任务需求。在大多数情况下,这份路线图指出:“我们构建空间望远镜的方法并没有比构建和测试地基望远镜以及把它们发射到太空进步多少。”这并不是什么好消息,因为与零重力的空间环境相比,地基实验室中的材料和光学表现与前者要相差很多。研究小组写道:“相反,可以依赖的更大、更棒的空间望远镜的关键在于轨道上的组装和测试。”
 
路线图提出,一种想法是开发柔性膜,从而可以用来代替单片镜面玻璃以收集光线;另一种方法是直接在轨道上利用3D打印制作零件。这样一台打印机预计将于明年飞往国际空间站,并在太空中开展有关该技术的第一次测试。
 
最终,未来的空间任务将可能在很大程度上依赖于干涉法,即多个望远镜输入相结合,从而创造出比任何单一望远镜能产生的更为清晰的图像。为了在空间实现这一目标,工程师将需要制定准确的方法从而使几个航天器相互串联,并改善激光测量水平,以便将来自不同探测器的输入结合起来,并生成最终的图像。路线图强调,在未来20到30年的时间框架中完成任何任务都需要在这一领域实现巨大的飞跃。
 
然而研究人员指出,现在NASA是否可以实现这样的梦想,考虑到其不间断的资金困境,这一点如今确实很难说。(赵熙熙)
 
《中国科学报》 (2013-12-23 第2版 国际)
 
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