لعلم الفلك مستقبل مشرق.
يتم الكشف عن الكون بتفاصيل رائعة مع الجيل الحالي من التلسكوبات البصرية الكبيرة بالقرب من الانفجار الكبير. هناك أمل في أن أسرار المادة المظلمة و الطاقة المظلمة سيتم حلها. آلاف من الكواكب الخارجية تم اكتشافها، وربما يقترب علماء الفلك من أول اكتشاف للحياة خارج الأرض.
ومع ذلك، فإن عمليات الرصد في الحدود الكونية تتضمن أهدافًا خافتة للغاية، ودائمًا ما يكون علماء الفلك متعطشين لمزيد من الضوء. من أجل الاستمرار في النظر أبعد إلى مناطق غير معروفة من الكون، فإن الجيل القادم من التلسكوبات العملاقة على الأرض وفي المدار سوف يكلف كل منها مليارات الدولارات. ويؤدي هذا الثمن إلى تصادم بين التطلعات العلمية والحقائق المالية.
متعلق ب: أكبر 10 تلسكوبات على وجه الأرض
تكلفة الزجاج الكبير
بالنسبة لمعظم تاريخ علم الفلك حتى عام 1980، كان هناك تقدير تقريبي تحجيم تكلفة التلسكوب مع قطر المرآةحيث كانت التكلفة تساوي قطر التلسكوب مضروبًا في القوة 2.8. وهذا يعني أنه إذا تضاعف الحجم، فإن التكلفة سترتفع بعامل سبعة، وإذا تضاعف الحجم ثلاث مرات، ارتفعت التكلفة بعامل اثنين وعشرين. شكك الكثير من الناس في أن التلسكوب أكبر من ذلك بالومار 5 متر سيتم بناؤها على الإطلاق.
ومع ذلك، في العقود الأربعة الماضية، ارتفعت تكاليف التلسكوب بمعدل أقل مع الحجم، وكسرت منحنى التكلفة السابق. ال الابتكارات التي أدت إلى هذا التغيير كانت المرايا الأرق والأخف وزنا، وهي ممارسة صنع منطقة تجميع كبيرة من فسيفساء من المرايا الأصغر، باستخدام البصريات السريعة لتمكين تصميمات تلسكوب أكثر إحكاما، وتقليص أحجام حاويات التلسكوب. وبفضل هذه الابتكارات، ستة عشر تلسكوبًا بأقطار تتراوح بين 6 أمتار و12 متراً، وتم بناؤها بين عامي 1993 و2006.
البحث عن التلسكوبات العملاقة
سيكون للجيل القادم من التلسكوبات الكبيرة للغاية قدرة على جمع الضوء 100 مرة وجودة صورة أعلى بـ 10 مرات من تلسكوب هابل الفضائي. ومع ذلك، فإنهم يواجهون مشاكل تمويل خطيرة. هناك مشروعان تقودهما الولايات المتحدة مع شركاء دوليين. ال تلسكوب الثلاثين مترا يستخدم مشروع (TMT) تصميمًا يحتوي على 492 قطعة مرآة. ويواجه رياحاً معاكسة من المعارضة سكان هاواي الأصليين لبناء تلسكوب كبير آخر على مونا كيا، والذي يعتبرونه موقعًا مقدسًا. مشروع آخر، تلسكوب ماجلان العملاق (GMT)، تجمع بين سبع مرايا يبلغ قطرها 8.4 مترًا لإنشاء فتحة فعالة يبلغ طولها 25 مترًا.
مشروع TMT متوقف أثناء التفاوض على طريقة لبدء البناء في هاواي. يتم بناء GMT وتلسكوب كبير آخر في تشيلي مرصد روبن، يواجهون تكاليف متصاعدة. مشاكل الوباء والتضخم وسلسلة التوريد هي المسؤولة. وتبلغ تكلفة كل من TMT وGMT حوالي 3 مليارات دولار. كلاهما يتمتعان بدعم خيري، لكنهما يعتمدان عليه أيضًا التمويل الفيدرالي. لفترة من الوقت، دعمت مؤسسة العلوم الوطنية (NSF). كلا المشروعين. ولكن في الآونة الأخيرة، مجلس العلوم الوطني وضع حدًا أقصى قدره 1.6 مليار دولار للدعم الفيدرالي للتلسكوبات الكبيرة، وأعطى مؤسسة العلوم الوطنية مهلة حتى مايو/أيار لتحديد المشروع الذي سيدعمه. سيكون هناك تلسكوب واحد كبير تركت في البرد.
وفي الوقت نفسه، فإن الأوروبيين يجلسون بشكل جميل. ال تلسكوب كبير للغاية (ELT) هو تلسكوب عملاق ثالث، قيد الإنشاء حاليًا في تشيلي. لا يواجه ELT عقبات مالية لأنه تم بناؤه بواسطة المرصد الأوروبي الجنوبي، والتي يتم تمويلها بموجب معاهدة حكومية دولية. يعد التلسكوب ELT، الذي يبلغ قطره 39 مترًا، الأكبر بين التلسكوبات الثلاثة، وسيكون كذلك اكتمل أولا، في عام 2028.
التلسكوب الذي أكل علم الفلك
التلسكوبات الفضائية تكلف أ ألف مرة أكثر لكل كيلوغرام من التلسكوبات الأرضية، لكنها تستحق سعرها المرتفع. وتستفيد هذه التلسكوبات من الظلام التام لبيئة الفضاء، كما أن العديد من أشكال الإشعاع التي تستطيع هذه التلسكوبات رصدها مثل أشعة جاما، والأشعة فوق البنفسجية، والأشعة تحت الحمراء لا يمكنها اختراق الغلاف الجوي للأرض للوصول إلى التلسكوبات الأرضية.
أحد هذه الأدوات، هو تلسكوب هابل الفضائي، الذي تم تشغيله حتى الآن التكلفة الإجمالية وواجه تلسكوب جيمس ويب التابع لوكالة ناسا تأخيرات وتحديات فنية، وتضخمت ميزانيته إلى 5 مليارات دولار. ساعد سعرها في الحصول على اللقب “التلسكوب الذي أكل علم الفلك“- وكان ذلك في عام 2010. وبحلول وقت إطلاقه في عام 2021، كان سعر البطاقة وقد تضاعف إلى 10 مليار دولار.
ناسا لديها مهام أخرى مثيرة في طور الإعداد. ال التلسكوب الفضائي الروماني، مع مرآة يبلغ قطرها 2.4 مترًا ولكن مجال رؤية هابل أكبر بمائة مرة، من المرجح أن تكلف أكثر من ذلك 3 مليارات دولار، و ال مرصد العوالم الصالحة للسكن، المصممة “لاستنشاق” أجواء الكواكب الشبيهة بالأرض بحثًا عن آثار بيولوجية، ستأتي في جميع أنحاء 11 مليار دولار.
قصص ذات الصلة:
– لماذا يشعر علماء الفلك بالقلق بشأن تلسكوبين رئيسيين في الوقت الحالي
– هذه السلطة الجديدة ستقرر مصير علم الفلك على قمة بركان موناكيا المتنازع عليه في هاواي
– مشروع تلسكوب ماجلان العملاق يلقي المرآة السابعة والأخيرة
تأخذ مهمات التلسكوب الفضائي هذه جزءًا كبيرًا من ميزانية ناسا لقد كان ذلك تراجع لمدة عشرين عاما. وكما هو الحال مع الحدود القصوى لميزانية مؤسسة العلوم الوطنية، فإن المشاريع الرأسمالية الكبيرة تترك أموالًا أقل للإنفاق على أشكال أخرى من الأبحاث. لكن القطاع الخاص قد يأتي للإنقاذ. المركبة الفضائية SpaceX يمكن استخدامها لإطلاق مرآة بطول 6.5 متر في قطعة واحدة، لتجنب المرايا القابلة للطي المعقدة والمكلفة التي يستخدمها JSWT. نفس الابتكارات المستخدمة مع التلسكوبات الأرضية يمكن أن تفعل ذلك خفض التكلفة من التلسكوبات في الفضاء.
بينما يواجهون تكاليف مشاهدة الكون البعيد و عودة الصخور من كوكب قريب، يتم إعادة علماء الفلك وعلماء الكواكب إلى الأرض بصدمة. وفي حين يبدو أن هذا هو العصر الذهبي لعلم الفلك، إلا أن البريق يتضاءل بسبب تكلفة كل هذا الذهب والمقايضات الصعبة التي يجب القيام بها في وقت التقشف المالي.