USA burde re-plassere rombasert jakt på rom-tid-krusninger, sier rapporten

Dette er en visualisering av gravitasjonsbølger, krusninger i romtid forutsagt av Albert Einstein. Dette bildet vises på forsiden av National Academies Astro2010 Decadal Survey midtveisrapport

Dette er en visualisering av gravitasjonsbølger, krusninger i romtid forutsagt av Albert Einstein. Dette bildet vises på forsiden av National Academies Astro2010 Decadal Survey midtveisrapport (Bildekreditt: NASA/C. Henze)





USA kan komme inn på en rombasert jakt på krusninger i romtiden hvis NASA bestemmer seg for å følge anbefalingen fra en ny rapport fra National Academy of Sciences, Engineering and Medicine.

National Academies er ansvarlig for å lage en dekadal rapport som gir finansieringsbyråer og hele astrofysikkmiljøet et forslag til veikart for de kommende årene. Rapporten gir forslag til hvilke prosjekter og forskningsveier samfunnet bør prioritere og forfølge. Den siste dekadale rapporten ble publisert i 2010.

I dag (15. august) ga Academies ut en rapport som revurderte målene som ble satt i rapporten fra 2010, i lys av det som har skjedd i feltet det siste halve tiåret. Blant konklusjonene i midtveisrapporten var forslaget om at USA, og spesielt NASA, skulle fornye støtten til det europeisk ledede LISA-oppdraget (nå eLISA), som har som mål å sette en gravitasjonsbølgedetektor i verdensrommet. NASA trakk støtten til oppdraget i 2011 på grunn av budsjettbegrensninger. [ Gravitasjonsbølgeoppdagelse forklart av eksperter ]



Ved hjelp av laserstråler har forskere oppdaget de fysiske forvrengningene forårsaket av å passere gravitasjonsbølger. Se hvordan LIGO -observatoriet jakter gravitasjonsbølger i denne guesswhozoo.com -infografikken.

Ved hjelp av laserstråler har forskere oppdaget de fysiske forvrengningene forårsaket av å passere gravitasjonsbølger. Se hvordan LIGO -observatoriet jakter gravitasjonsbølger i denne guesswhozoo.com -infografikken.(Bildekreditt: Av Karl Tate, Infographics Artist)

Anbefalingen som NASA reinvesterer i eLISA ble drevet av direkte påvisning av gravitasjonsbølger i 2015 av Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO). Halvtidsrapporten belyste også konsekvensene av det utvidede budsjettet og forsinkede tidslinjer for James Webb-romteleskopet, og kongressens unnlatelse av å utvide budsjettet til National Science Foundation (NSF) slik Astro2010-rapporten forventet.



'De vitenskapelige funnene og forbedringene i teknologi de siste fem årene styrer oss i en bestemt retning. Å ha denne muligheten til å gi råd om midtveis korreksjoner til finansieringsbyråene er veldig viktig, sier Jacqueline N. Hewitt, professor i fysikk og direktør ved Kavli Institute for Astrophysics and Space Research ved Massachusetts Institute of Technology, i en pressemelding. fra de nasjonale akademiene. Hewitt er leder for komiteen som skrev midtveisrapporten.

De dekadale rapportene fra National Research Council dekker et bredt spekter av emner, inkludert astronomi og astrofysikk, jordvitenskap og romstudier. I et gitt vitenskapelig felt er det vanligvis flere foreslåtte oppdrag og prosjekter enn de relevante byråene har råd til å finansiere, så disse dekadale undersøkelsene hjelper feltet med å bestemme hvilke prosjekter de skal fokusere på og betale for. Disse rapportene tar ofte år å sette sammen og inneholder meninger og ekspertise fra mange forskere på hvert felt. 2010 -dekadale undersøkelsen for astronomi og astrofysikk fikk tittelen ' Nye verdener, nye horisonter , 'eller NWNH. Det er også referert til som Astro2010 Decadal Survey, eller ganske enkelt Astro2010.

Den nylig utgitte midtveisvurderingen berømmet de siste suksessene i feltet, inkludert: Eksplosjonen av eksoplaneter som først og fremst ble oppdaget av Kepler-romteleskopet, som indikerer 'muligheten for mer enn en milliard jordlignende planeter blant eksoplaneter som er tilstede rundt stjerner gjennom hele galaksen. ' ifølge rapporten. Rapporten roser også den fortsatte suksessen til Hubble -romteleskopet for å se ut inn i det fjerne kosmos , hvor forskere kan lære om de aller første stjernene og galakser som dannes i universet; og ferdigstillelse av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), som allerede har hentet ut vitenskapelige resultater, inkludert målinger av massene av monstersorte hull i sentrum av nærliggende galakser.



Men uventede hindringer kan også kreve en kurskorreksjon for feltet og for finansieringsbyråer, heter det i rapporten.

Massene i bevegelse genererer bølger av gravitasjonsstråling som strekker seg og presser rom-tid. Se hvordan gravitasjonsbølger fungerer i denne guesswhozoo.com -infografikken.

Massene i bevegelse genererer bølger av gravitasjonsstråling som strekker seg og presser rom-tid. Se hvordan gravitasjonsbølger fungerer i denne guesswhozoo.com -infografikken.(Bildekreditt: Av Karl Tate, Infographics Artist)

Fornyet støtte for eLISA

I 2016 kunngjorde Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) den første direkte påvisning av gravitasjonsbølger- krusninger i universelt stoffet som Albert Einstein kalte romtid. Funnet kom tidligere enn til og med optimistiske spådommer forventet, og ble fulgt noen måneder senere av kunngjøringen om en ny påvisning.

For å studere gravitasjonsbølger videre, planlegger European Space Agency (ESA) å bygge en rombasert detektor kalt Laserinterferometer plassantenne , eller LISA (ordet 'Evolved' ble senere lagt til på forsiden av oppdraget, og endret akronymet til eLISA). Astro2010 -rapporten anbefalte NASA å samarbeide med ESA om LISA -oppdraget, men NASA trakk støtte i 2011 på grunn av mangel på finansiering. LISA Pathfinder-oppdraget, designet for å teste teknologi som skal brukes i det fullverdige LISA-oppdraget, er for tiden i gang (og gjør det ganske bra), med støtte fra institusjoner i USA

LIGOs påvisning av gravitasjonsbølger gir nå astrofysikere en ny måte å studere kosmos på, og i noen tilfeller få øye på andre usynlige objekter, som sorte hull som er litt mer massive enn solen, som kolliderer i verdensrommet.

Med tanke på det, anbefaler midtveisrapporten at NASA engasjerer seg i LISA igjen.

'Et mål med amerikansk deltakelse bør være å gjenopprette den fulle vitenskapelige evnen til [LISA] -oppdraget slik Astro ser det for seg,' heter det i rapporten.

'Den tidlige driften av [LISA Pathfinder] har vært vellykket, og resultatene har vist muligheten for mange av de viktigste teknologiene som LISA trenger,' ifølge rapporten. 'Komiteen mener at NASA og ESA sammen bør revurdere sin strategi for LISA og ta skritt for å redusere misjonsrisiko og for å maksimere sin vitenskapelige avkastning ...'

NASA tilpasser seg James Webb

James Webb -romteleskopet (JWST) har blitt beskrevet som 'Hubbles etterfølger', fordi det vil gi fantastiske bilder av fjerne kosmiske objekter i enda høyere oppløsning enn Hubble. JWST er nå planlagt til lansering i slutten av 2018, men prosjektet gjennomgikk en ny baseline i 2011, der tidslinjen for lansering ble presset tilbake og budsjettet utvidet.

Astro2010 -rapporten kom med sine anbefalinger basert på et anslått budsjett for store finansieringsbyråer, inkludert NASA. For NASAs astrofysikkdivisjon og dens tildelte budsjett for JWST antok rapporten 'et flatt budsjett i inflasjonsjusterte dollar', og at NASAs budsjett har 'grovt sporet' den antagelsen. Imidlertid sier rapporten også at tilbakeslagene med JWST 'har forsinket tilgjengeligheten av finansiering for nye tiltak med omtrent 4 til 5 år.'

(Utvidelsen av JWSTs budsjett påvirket sannsynligvis direkte NASAs beslutning om å trekke seg fra LISA -oppdraget.)

JWSTs budsjett og tidsplanendringer har også påvirket andre prosjekter som allerede er i gang, særlig Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST). WFIRST kunne blant annet jakte på mørk materie og utforske et bredt spekter av kosmiske fenomener , inkludert eksploderende stjerner, utvidelsen av universet og jakten på eksoplaneter.

'Forsinkelsen og de økte kostnadene ved JWST har ført til forsinkelse i starten av WFIRST, det topprangerte NWNH-initiativet for stort rom,' sier rapporten. 'Som et resultat, WFIRST & hellip; jobber mot en lansering i 2024-2026 i stedet for i 2020, slik [Astro2010] tenkte seg det. '

Midtårsrapporten antyder at før NASA tar sine endelige beslutninger om hva det FØRSTE oppdraget vil inneholde bør byrået gi uavhengige parter i oppdrag å vurdere omfanget og kostnaden for WFIRST. Hvis kostnaden virker så høy at den kan true 'det balanserte astrofysikkprogrammet' anbefalt av NWNH for NASA, bør byrået 'descope [WFIRST] -oppdraget for å gjenopprette de vitenskapelige prioriteringene og programbalansen ved å redusere oppdragskostnadene.'

Budsjettproblemer

Et annet stort prosjekt under utvikling i løpet av det siste halve tiåret har vært Large Synoptic Survey Telescope (LSST), et 8 meter langt bakkebasert teleskop med et 3,2 gigapiksel kamera som vil kartlegge hele den sørlige himmelen en gang noen få netter . Dette vil gi en 'revolusjon' i søket etter kosmiske objekter som endrer seg over korte tidsperioder. LSST er en topprioritet for NSF og er i rute for å begynne de foreløpige operasjonene i 2020. Rapporten applauderte NSFs fremgang på LSST, og sa at prosjektet er 'godt på veien som er sett av [Astro2010].'

Men midtveisrapporten bemerket at investeringen i LSST anbefalt av Astro2010 -rapporten var basert på et anslått budsjett som ikke har blitt realisert. Astro2010 spådde et scenario der budsjettet for NSF Division of Astronomical Sciences 'ville doble seg i løpet av tiåret,' ifølge pressemeldingen. 'Imidlertid har divisjonens budsjett ikke engang fulgt med inflasjonen.'

Pressemeldingen sier at driftskostnadene for noen av NSFs største anlegg kan tære opp det tilgjengelige budsjettet, og etterlate lite til forskning.

'NSF og National Science Board må iverksette tiltak for å bevare det astronomiske samfunnets evne til fullt ut å utnytte NSFs kapitalinvesteringer i sin front og andre fasiliteter,' heter det i pressemeldingen.

Følg Calla Cofield @callacofield . Følg oss @Spacedotcom , Facebook og Google+ . Original artikkel om guesswhozoo.com .