作者:晋楠 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/6/14 19:41:39
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美宇航局暗能量探测面临成本危机
航天局严格评估下一个大型空间天文观测站计划

广角红外巡天望远镜 图片来源:NASA GSFC/CI Lab

美国宇航局(NASA)下一个重要太空天文台在2025年发射后,其目的旨在解决天文学领域一些最大的问题,其中包括系外行星看起来像什么以及暗能量如何驱动宇宙膨胀等问题。但该项目的成本正在猛向上蹿,NASA经理人正在设法控制预算。

广角红外巡天望远镜(WFIRST)自从近10年前被提出之后,其视野范围和复杂程度已进一步提升,同时其价格也已经从2010年的16亿美元增加到目前的32亿美元(相当于2010年的24亿美元预算额)。这引起了NASA的注意,该机构在今年4月委托一个独立空间专家团队对此进行评估。相关评估报告将在接下来几个月产生结果。

总体而言,NASA希望避免WRIRST走詹姆斯·韦伯望远镜(JWST)的老路,JWST是哈勃望远镜的继任者,计划在2018年发射。该项目的成本从2000年初期的10亿美元一路飙升到88亿美元,几乎耗尽了NASA的天文物理预算额。

WFIRST评估旨在规避这种灾难。“现在是分析该任务规模和范围的好时机。”NASA天文学理学部原主任、美国纽约市非盈利空间探索组织BoldlyGo(大胆走)研究所首席执行官Jon Morse说,“没人希望这个设备的成本翻一番。”

WFIRST是2010年天文学和天体物理学领域未来10年调查项目中的顶级大规模空间任务,这是研究人员规划的未来10年优先开展的项目名单。随后,国家侦查局给了NASA一个直径2.4米的望远镜镜面,以此替换WFIRST计划使用的直径1.5的镜面,从此NASA开始了它的远大梦想。更大的镜面让NASA可以在其上安装一个日冕仪,该设备可通过阻止它围绕其运行的恒星的光来研究系外行星。

NASA还做了另一个设计上的改变以匹配更大的镜面。它还考虑添加一个“遮星物”——像伞一样自由漂移的探测器,它可以沿着WFIRST飞行,同时阻挡足够的光线让该望远镜探测类地行星。

WFIRST的核心是一个巨大的相机,其上装载了18个探测器,每个都能拍摄16兆像素的图像,使其视域相当于哈勃望远镜的200倍。“当拥有如此巨大的视域时,你将能够解决用哈勃望远镜或韦伯望远镜所不可能解决的问题。”马里兰州戈达徳太空飞行中心WFIRST项目科学家Jeffrey Kruk说。

这包括测量宇宙如何随时间发展而演变,这将有助于了解暗能量的本质。WFIRST的数据还能补充21世纪20年代初即将上线的若干其他暗能量探测器的观测,那些探测器中包括诸如欧洲空间局的欧几里得探针,宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基·梅隆大学天体物理学家Rachel Mandelbaum说。

WFIRST的系外行星研究将包括直接在银河系中心的恒星范围内狩猎行星,并用日冕仪直接对其他行星成像。日冕仪旨在验证未来任务的技术,但也能够拍摄海王星大小的行星。“我们真的希望和期待在系外行星科学领域带来革命。”日冕仪团队负责人、新泽西州普林斯顿大学技术专家和工程师Jeremy Kasdin说。

然而,实现所有这些目标却仅有如此多的资金。去年8月,对NASA的2010年10年优先发展目标进展进行评估后发现,WFIRST存在成本剧烈增加的风险。该评估引用了日冕仪(另一个不同的专家组评估认为其成本在3.5亿美元左右)的成本和设计变化,这可能会另外需要5.5亿美元。

华盛顿特区NASA总部该任务项目主任John Gagosian表示,新研究将帮助NASA评估如何在保留尽可能多的WFIRST科学性能的同时,尽可能地使其成本控制在预算范围之内。但他认为,“若以目前的任务范围和要求(包括日冕仪)来看,用32亿美元或更少资金完成项目”并不合理。

一个可能的削减是去掉日冕仪,或是缩减其性能。其他的还包括减少广角相机上的探测器数量,或者是减少进行暗能量研究的时间。

这些“勒紧腰带”的做法是否能让WFIRST的成本保持在32亿美元以内仍未可知。另一个同比节省资金的方法是延长该项目的寿命,Kruk说,但这将会增加整体成本。如果在2025年之后发射,将会使其错过与JWST在时间上交叠观察以寻找罕见天体的机会。

WFIRST的下一个主要里程碑将会在评估专家组递交其建议后到来。今年年底或明年年初,该项目经理人将要决定他们可能需要裁剪掉探测器的哪一部分,从而使整个项目生存下来。(晋楠编译)

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《自然》相关报道(英文)

 
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2017/6/15 11:36:08 bshhzai
美帝的基础理论不对,事倍功半。
只有,在中国,才有这方面的正确的运动基础理论。
目前已有1条评论
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