Die Astronomie hat eine glänzende Zukunft.
Das Universum wird dank der aktuellen Generation großer optischer Teleskope, die bis ins Jahr 2000 zurückreichen, bis ins kleinste Detail sichtbar kurz vor dem Urknall. Es besteht die Hoffnung, dass die Geheimnisse von schwarze Materie Und dunkle Energie wird gelöst. Tausend von Exoplaneten wurden entdeckt, und Astronomen könnten der ersten Entdeckung von Leben außerhalb der Erde näher kommen.
Beobachtungen an der kosmischen Grenze beinhalten jedoch extrem lichtschwache Ziele und Astronomen sind immer auf der Suche nach Licht. Um weiter in die unbekannten Bereiche des Universums vordringen zu können, wird die nächste Generation riesiger bodengestützter und umlaufender Teleskope jeweils Milliarden von Dollar kosten. Dieser zu zahlende Preis führt zu einer Kollision zwischen wissenschaftlichen Bestrebungen und Haushaltsrealitäten.
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Die Kosten für das große Glas
Während des größten Teils der Geschichte der Astronomie bis 1980 gab es eine Annäherung Teleskopkosten mit Spiegeldurchmesser skalieren, wobei die Kosten dem Durchmesser des Teleskops multipliziert mit der Leistung 2,8 entsprachen. Das bedeutete, dass bei einer Verdoppelung der Größe die Kosten um das Siebenfache stiegen – und bei einer Verdreifachung der Größe um das Zweiundzwanzigfache. Viele Menschen bezweifelten, dass ein Teleskop größer als das ist Palomar 5 Meter würde nie gebaut werden.
Allerdings sind die Kosten für Teleskope in den letzten vier Jahrzehnten mit zunehmender Größe langsamer gestiegen und haben die bisherige Kostenkurve durchbrochen. DER Neuheiten Zu dieser Änderung führten dünnere und leichtere Spiegel sowie die Praxis, aus einem Mosaik kleinerer Spiegel einen großen Sammelbereich zu schaffen schnelle Optik um kompaktere Teleskopdesigns zu ermöglichen und die Größe der Teleskopgehäuse zu reduzieren. Dank dieser Innovationen sechzehn Teleskope mit einem Durchmesser zwischen 6 und 12 Metern wurden zwischen 1993 und 2006 gebaut.
Die Suche nach gigantischen Teleskopen
Die nächste Generation extrem großer Teleskope wird über die 100-fache Lichtsammelleistung und die 10-fache Bildqualität des Hubble-Weltraumteleskops verfügen. Doch sie stehen vor ernsthaften Finanzierungsproblemen. Es gibt zwei von den USA geleitete Projekte mit internationalen Partnern. DER 30-Meter-Teleskop (TMT) verwendet ein Design mit 492 Spiegelsegmenten. Er bekommt Gegenwind von Seiten der Opposition Einheimische Hawaiianer zum Bau eines weiteren großen Teleskops auf dem Mauna Kea, den sie als heiligen Ort betrachten. Ein weiteres Projekt, das Riesen-Magellan-Teleskop (GMT) kombiniert sieben 8,4-Meter-Spiegel, um eine effektive Apertur von 25 Metern zu erzeugen.
Das TMT-Projekt ist ins Stocken geraten, während über einen Weg verhandelt wird, mit dem Bau auf Hawaii zu beginnen. Das GMT und ein weiteres großes Teleskop im Bau in Chile, das Rubin-Observatorium, sind mit steigenden Kosten konfrontiert. Die Pandemie, die Inflation und Lieferkettenprobleme sind schuld. TMT und GMT werden jeweils rund 3 Milliarden US-Dollar kosten. Beide profitieren von philanthropischer Unterstützung, sind aber auch darauf angewiesen Bundesfinanzierung. Eine Zeit lang wurde dies von der National Science Foundation (NSF) unterstützt die beiden Projekte. Aber vor kurzem wurde die Nationaler Wissenschaftsrat legte eine Obergrenze von 1,6 Milliarden US-Dollar für die Bundesunterstützung für große Teleskope fest und gab der NSF bis Mai Zeit, um zu entscheiden, welches Projekt sie unterstützen wollte. Ein großes Teleskop wird sein in der Kälte liegen gelassen.
Unterdessen ist es bei den Europäern eher ruhig. DER Extrem großes Teleskop (ELT) ist ein drittes gigantisches Teleskop, das derzeit in Chile gebaut wird. Das ELT steht vor keinen finanziellen Hindernissen, da es von der gebaut wird Europäische Südsternwarte, die durch einen zwischenstaatlichen Vertrag finanziert wird. Mit einem Durchmesser von 39 Metern ist das ELT das größte der drei Teleskope und wird es auch sein als Erster fertigim Jahr 2028.
Das Teleskop, das die Astronomie gefressen hat
Kosten für Weltraumteleskope tausendmal mehr pro Kilogramm als bodengebundene Teleskope, aber sie sind ihren hohen Preis wert. Diese Teleskope profitieren von der völligen Dunkelheit einer Weltraumumgebung, und viele Formen der Strahlung, die sie beobachten können, wie etwa Gammastrahlen, ultraviolettes Licht und Infrarotstrahlung, können die Erdatmosphäre nicht durchdringen und die Teleskope am Boden erreichen.
Eines dieser Instrumente, das Hubble-Weltraumteleskop, führte eine Gesamtkosten Seit der US-Kongress 1977 seine Mission genehmigte, belief sich das Projekt auf 16 Milliarden US-Dollar. Ein anderes, das James Webb-Teleskop der NASA, war mit Verzögerungen und technischen Herausforderungen konfrontiert, und sein Budget ist auf 5 Milliarden US-Dollar gestiegen. Sein Preis brachte ihm den Spitznamen „das Teleskop, das die Astronomie aß» – und das war im Jahr 2010. Als es 2021 auf den Markt kam, war das Preisschild hatte sich verdoppelt und erreichte 10 Milliarden US-Dollar.
Die NASA hat weitere spannende Missionen in Arbeit. DER Römisches Weltraumteleskopmit einem 2,4-Meter-Spiegel, aber einem hundertmal größeren Sichtfeld als das von Hubble, wird wahrscheinlich mehr kosten 3 Milliarden Dollarund das Observatorium für bewohnbare Weltenentwickelt, um die Atmosphäre erdähnlicher Planeten nach Spuren von Biologie zu „schnüffeln“, wird in der Nähe ankommen 11 Milliarden Dollar.
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Diese Weltraumteleskop-Missionen nehmen einem viel ab NASA-Budget es war seit zwanzig Jahren im Niedergang. Genau wie bei NSF-Budgetobergrenzen bleibt bei großen Kapitalprojekten weniger Geld übrig, das für andere Formen der Forschung ausgegeben werden kann. Aber der Privatsektor könnte zur Rettung kommen. Das Raumschiff von SpaceX könnte verwendet werden, um einen 6,5-Meter-Spiegel in einem Stück zu werfen, wodurch die komplizierten und teuren Klappspiegel, die von JSWT verwendet werden, vermieden werden. Die gleichen Innovationen könnten auch bei bodengestützten Teleskopen zum Einsatz kommen die Kosten reduzieren Teleskope im Weltraum.
Da sie mit den Kosten für die Betrachtung des fernen Universums konfrontiert sind und Rückkehr von Gesteinen von einem Nachbarplaneten, werden Astronomen und Planetenforscher mit einem Schock auf die Erde zurückgebracht. Obwohl dies ein goldenes Zeitalter für die Astronomie zu sein scheint, wird der Glanz durch die Kosten für all das Gold und die schwierigen Kompromisse getrübt, die in Zeiten finanzieller Sparmaßnahmen eingegangen werden müssen.