הדור הבא של הטלסקופים יגלה לנו את מסתורי היקום
TMT – טלסקופ באורך של 30 מטרים
במהדורה הקודמת בחנו את טלסקופ החלל ג'יימס ווב. השבוע נתמקד בטלסקופ בעל מראה ענקית בעלת 18 משושים, שמונה טלסקופים הפועלים כאחד ורכיבה על גלי הזמן.
טלסקופ באורך 30 מטר – ענק הבודק את לידתו של היקום
ספונסר: איחוד אוניברסיטאות המחקר.
מיקום: על כדור הארץ, המיקום המדויק עדיין לא נקבע.
עלות: 700,000,000 $(משוער)
סיום משוער: 2014
הטלסקופ הענק, הממוקם על הקרקע, משוחרר מאילוצים של טילים ושל מסע בחלל. הוא יכלול מראה עיקרית באורך 30 מטר, בעלת 18 משושים. איחוד אוניברסיטאות המחקר אשר מתכנן את ה- TMT ימלא אותו באור – יותר אור ממה שאסטרונומים אספו אי פעם במראה אחת. לטלסקופ זה תהיה יכולת איסוף אור גדולה יותר מזו של עשרת הטלסקופים הקיימים הגדולים בעולם כיום. המתכננים מקווים לבנות אותו במסגרת הזמן של טלסקופ החלל ג'יימס ווב, כלומר בעוד כעשור. הצלחת הפרויקט חשובה כיוון שטלסקופי החלל וטלסקופי הקרקע משלימים אחד את השני.
בחשיכה של החלל, בה הניגוד בין הריק השחור לאור הכוכבים הוא הגדול ביותר, טלסקופ כמו ג'יימס ווב יוכל לאתר אובייקטים חיוורים מאוד שאף אחד לא הצליח לראות לפני כן. לאחר שג'יימס ווב יאתר את אחד האובייקטים הללו, TMT יכוון את העין הענקית שלו למשך מספר שעות וייצור צילום ובדיקה חדים יותר כדי לראות ממה האובייקט מורכב. ה-TMT אמור לחשוף את האופן בו יצרו הכוכבים אלמנטים כבדים יותר, כגון פחם וברזל, בליבות ההתכה הגרעיניות שלהם. אסטרונומים ישתמשו בתהליך הנקרא ספקטרוסקופיה כדי לעקוב אחר יצירה של אלמנטים אלה ככל שהיקום מזדקן. TMT יפריד אור מהכוכבים הקדומים ביותר לאורכי גל שונים. יסודות בתוך כוכבים אלה יספגו אור בתדרים מסוימים. המשמעות היא, שעל ידי מעקב אחר התדרים החלושים ביותר בספקטרום הכוכבים, האסטרונומים יוכלו לחשוף את האלמנטים שמרכיבים את הכוכבים ואת הכמות מכל אלמנט אותה הכוכב מכיל.
הקוטר הגדול של TMT אמור לזכות אותו בתואר הטלסקופ החד ביותר בעולם. הוא ייצור תמונות ברורות, תוך הצגת הכוכבים הנפרדים בגלקסיות הקדומות, אותן ג'יימס ווב יגלה, כטשטוש לא ברור. בדומה לג'יימס ווב, גם TMT יהיה גמיש מאוד ויהיה מיועד לכל סוגי השימושים האסטרונומיים. בשל ממדיו הענקיים, יש לו סיכוי טוב להיות הטלסקופ הראשון בעולם שיפיק תמונה של כוכב לכת מסביב לכוכב אחר.
תחילה יש לבנות את המפלצת, וכאן טמון אתגר שגרתי להפליא. הבעיה אינה טכנולוגית אלא לוגיסטית ותקציבית. קבוצת TMT יודעת כיצד לבנות את הטלסקופ, אך אין מאחוריה גוף ענק כמו נאס”א. איחוד אוניברסיטאות המחקר מסתמך על קרן המדע הלאומית, על קרנות פרטיות ועל טוב ליבם של גורמים זרים. חלק משמעותי באתגר התכנון של TMT הוא פשוט להוזיל את הפרויקט. מקטעי המראות, למשל, דומים ל-36 המשושים שמרכיבים את טלסקופי קאק אשר נבנו לפי עשור, אך הכמות ב-TMT עשויה להגיע ל-1,000. לא ניתן ליצור כל מקטע כזה בעבודת יד, על כן יש למדרג את הטכנולוגיה הבסיסית ליצירת מראות כך שמראות כאלו ייוצרו כמו שמייצרים רכבים זולים. ביצוע תהליך זה באופן אוטומטי יניח את אבן הפינה לבנייה של טלסקופים גדולים הרבה יותר בעתיד. הפתרונות אותם יספק TMT יתאימו גם לטלסקופ בקוטר 100 מטר.
אתגר נוסף: לאחר שיהיו מוכנים לבנות את הטלסקופ הגדול ביותר שנבנה מעולם, היכן בדיוק מתכוונים למקם אותו? ישנם מספר אתרים פוטנציאלים במקסיקו, בהוואי ובצ'ילה. על המקום הנבחר לעבור בהצלחה מספר בדיקות. לדוגמה, עליו להיות מרוחק מספיק כך שאור המגיע מאזורים מאוכלסים סמוכים לא יפריע לפעולתו. עליו להיות יבש, משום שאדי מים גורמים לעיוות באטמוספרה. ניתנת עדיפות למקומות בהם מהירות הרוח נמוכה, משום שמבנה ענק כזה ירעד כמו גורד שחקים ברוח ויטשטש את התמונות. וכמובן, מקום בו לא יהיו יותר מדי לילות מעוננים.
אינטרפרומטר (מד איבוך) – שמונה טלסקופים הפועלים כאחד
יכולתו של טלסקופ להבחין בפרטים הזעירים מבוססת על רוחב המכשיר מקצה אחד לקצה שני. נתון זה מוביל לטריק: אם תשלב את האור המגיע ממספר טלסקופים נפרדים כך שיפעלו כאחד, תוכל להשיג רזולוציה טובה הרבה יותר. זהו הרעיון העומד מאחורי VLTI, רשת הכוללת ארבעה טלסקופים ברוחב 8.2 מטר וארבעה טלסקופים ברוחב 1.8 מטר הנמצאים בצ'ילה. האור המשולב של כולם יפיק תמונות חדות כמו אלו של טלסקופ יחיד באורך 100 מטר.
סיום משוער: 2005
www.eso.org
אנטנת חלל לאינטרפרומטריה בלייזר – רוכבים על גלי המרחב-זמן
תוכנית LISA היא כנראה אחת התוכניות הנועזות ביותר ברשימה זו. שלושה לוויינים שיטוסו במבנה מסביב לשמש, במרחק 4,800,000 ק”מ, ימדדו בעזרת לייזרים את המרחק ביניהם עד לדיוק של חצי מיליארד האינץ'. אם זה יעבוד, הלוויינים יגלו את מתיחת זמן החלל שביניהם, ויעקבו אחר הגלים שנגרמים על ידי כוכבים צמודים או חורים שחורים שקורסים בגלקסיות רחוקות.
סיום משוער: 2012.
