Ειδική Επιτροπή του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας (National Research Council, NRC) των ΗΠΑ παρουσίασε στα μέσα του περασμένου Αυγούστου το πόρισμα «Νέοι Κόσμοι, Νέοι Ορίζοντες στην Αστρονομία και στην Αστροφυσική», στο οποίο οριοθετεί τις προτεραιότητες και τους στόχους της αστρονομικής έρευνας που, κατά την κρίση της, θα πρέπει να διεξαγάγουν οι ομοσπονδιακοί ερευνητικοί φορείς των ΗΠΑ στη διάρκεια της επόμενης δεκαετίας.

Με τη σύσταση εξειδικευμένων ομάδων εργασίας και τη συνδρομή περισσοτέρων από 200 κορυφαίων αστρονόμων και φυσικών, οι οποίοι μελέτησαν περισσότερες από 100 εισηγήσεις ερευνητικών έργων, το τελικό πόρισμα της ειδικής Επιτροπής του NRC αναδεικνύει τη διεύρυνση των γνώσεών μας για τη θεμελιώδη φυσική του σύμπαντος και της εξέλιξής του, την έρευνα για το σχηματισμό των πρώτων άστρων, γαλαξιών και μαύρων τρυπών και την ανίχνευση εξωπλανητών παρομοίων με τη Γη και ικανών να συντηρήσουν μορφές ζωής ως τις βασικές προτεραιότητες, στις οποίες θα πρέπει να στραφεί η αστρονομική κοινότητα στο άμεσο μέλλον και συγκεκριμένα από το 2012 έως το 2021.

Σε μια επίπονη διαδικασία που διήρκησε περί τα 2 έτη και αξιολογώντας, εκτός των άλλων, τις δυνατότητες των προτεινόμενων ερευνητικών προγραμμάτων για διεθνή συνεργασία, η Επιτροπή προσέλαβε για πρώτη φορά και έναν οργανισμό (Aerospace Corp), προκειμένου να πραγματοποιήσει μια ανεξάρτητη ανάλυση των πιθανών αποκλίσεων από το αρχικά προβλεπόμενο κόστος και το χρονοδιάγραμμα υλοποίησης των ερευνητικών προτάσεων που κρίθηκαν ότι έχουν προτεραιότητα.

Αυτό θεωρήθηκε απαραίτητο καθώς συγκεκριμένα ερευνητικά προγράμματα, που προκρίθηκαν κατά την προηγούμενη δεκαετή επισκόπηση της αστρονομικής έρευνας στις ΗΠΑ, ήδη αντιμετωπίζουν καθυστερήσεις στην υλοποίησή τους και υπερβάσεις του προϋπολογισμού τους, όπως για παράδειγμα το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο μάλιστα είχε αξιολογηθεί ως εκείνο με τη μεγαλύτερη προτεραιότητα.

Αρκεί να αναφέρουμε ότι ενώ αρχικά είχε κοστολογηθεί στα 1 δισεκατομμύρια δολάρια, μέχρι στιγμής έχει απορροφήσει 5 δισεκατομμύρια δολάρια και η εκτόξευσή του είναι ακόμη τουλάχιστον 4 χρόνια μακριά.

Σύμφωνα με το πόρισμα του NRC και όσον αφορά στις μεγάλης κλίμακας διαστημικές αποστολές, πρώτη προτεραιότητα εκτιμάται ότι θα πρέπει να είναι ο σχεδιασμός, η κατασκευή και η τοποθέτηση σε τροχιά του υπέρυθρου τηλεσκοπίου WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope), βασικός στόχος του οποίου θα είναι ο ακριβής προσδιορισμός της επίδρασης που ασκεί η σκοτεινή ενέργεια στην εξέλιξη του σύμπαντος. Η σκοτεινή ενέργεια, αυτό το άγνωστο και βαρυτικά απωστικό «κάτι», που προκαλεί την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος, αντιστοιχεί στο 74% της συνολικής μάζας-ενέργειας που εμπεριέχει και η ύπαρξή της ανακαλύφθηκε το 1998.

Παρόλες όμως τις μέχρι τώρα προσπάθειες, η φύση της εξακολουθεί να διαφεύγει από τους επιστήμονες. Με κόστος που υπολογίζεται στα 1,6 δισεκατομμύρια δολάρια και ορίζοντα εκτόξευσης το 2020, το WFIRST, εκτός από τη διεύρυνση των γνώσεών μας για τη σκοτεινή ενέργεια εκτιμάται ότι θα συνεισφέρει σημαντικά και στην έρευνα για εξωπλανήτες παρόμοιους με τη Γη, καθώς και σε μια σειρά από άλλα θέματα που ξεκινούν από τη γαλαξιακή εξέλιξη και καταλήγουν στη μελέτη ουράνιων σωμάτων εντός του Γαλαξία μας.

Η συνέχιση του διαστημικού προγράμματος Explorer (Εξερευνητής) αποτελεί τη δεύτερη σημαντική προτεραιότητα που θα πρέπει να υλοποιηθεί την ερχόμενη δεκαετία, σύμφωνα με την Επιτροπή του NRC.

Οι αποστολές που εντάσσονται στο Πρόγραμμα Explorer είναι συνήθως μικρής και μεσαίας κλίμακας διαστημικές αποστολές, οι οποίες όμως έχουν κατά κανόνα μεγάλη επιστημονική σημασία.

Ως τρίτη προτεραιότητα προκρίνεται η υλοποίηση, σε συνεργασία με την ESA, της διαστημικής αποστολής LISA για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, αυτών των ανεπαίσθητων διαταραχών στον ίδιο τον ιστό του χωροχρόνου, την ύπαρξη των οποίων είχε προβλέψει ο Αϊνστάιν ήδη από το 1916. Η LISA θα αποτελείται από τρεις πανομοιότυπες διαστημοσυσκευές σε ένα σχηματισμό ισόπλευρου τριγώνου και σε απόσταση 5 εκατομμυρίων χιλιομέτρων η μία από την άλλη.

Με τη βοήθεια ακτίνων laser που θα ανταλλάζουν οι 3 διαστημοσυσκευές θα είναι δυνατή η καταγραφή των απειροελάχιστων διακυμάνσεων στις μεταξύ τους αποστάσεις, ο οποίες θα προκληθούν από τη διέλευση των βαρυτικών κυμάτων.

Η LISA θα αναζητήσει τα βαρυτικά κύματα που εκλύονται κατά τη διάρκεια ορισμένων από τα βιαιότερα φαινόμενα του σύμπαντος, όπως είναι οι συγκρούσεις μεταξύ μαύρων τρυπών, και θα αξιολογήσει παράλληλα την προβλεπτική ισχύ της γενικής θεωρίας της σχετικότητας σε σχέση με εναλλακτικές θεωρίες βαρύτητας, όπως ποτέ δεν έχουν αξιολογηθεί μέχρι σήμερα. Με τα σημερινά δεδομένα, οι 3 διαστημοσυσκευές του προγράμματος LISA αναμένεται να εκτοξευτούν το 2025 και το κόστος του όλου εγχειρήματος υπολογίζεται στα 2,4 δισεκατομμύρια δολάρια.

Εξαιτίας ορισμένων αβεβαιοτήτων, που αφορούν σε τεχνικά θέματα αλλά και στο κόστος του που ήδη υπολογίζεται στα 5 δισεκατομμύρια δολάρια, το Διεθνές Αστεροσκοπείο Ακτίνων Χ (International X-ray Observatory, IXO) αξιολογήθηκε ως η τέταρτη κατά σειρά προτεραιότητα στην υλοποίηση μελλοντικών διαστημικών αποστολών μεγάλης κλίμακας. Το IXO θα ακολουθήσει τα χνάρια του πολύ πετυχημένου διαστημικού τηλεσκόπιου Chandra, εστιάζοντας σε υπέρθερμα μεσοαστρικά αέρια, στους δίσκους επικάθισης που σχηματίζονται γύρω από μαύρες τρύπες και στους αστέρες νετρονίων.

Όσον αφορά στις μεσαίας κλίμακας διαστημικές αποστολές προκρίθηκαν τα προγράμματα καινοτομίας «Νέοι Κόσμοι» και «Ανιχνευτής Πληθωρισμού», τα οποία θα θέσουν τις τεχνικές και επιστημονικές βάσεις για την ανάπτυξη νέων μεθόδων εντοπισμού εξωπλανητών παρόμοιων με τη Γη, καθώς και για τη μελέτη της Πληθωριστικής Εποχής του βρεφικού σύμπαντος, εκείνη την αρχέγονη και απειροελάχιστα μικρή χρονική περίοδο σχεδόν αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, στη διάρκεια της οποίας το σύμπαν διεστάλη με τρόπο εκρηκτικό.

Η ανάπτυξη της τεχνολογίας που θα απαιτηθεί για την υλοποίηση των αποστολών IXO, Νέοι Κόσμοι και Ανιχνευτής Πληθωρισμού κρίνεται ιδιαίτερα απαραίτητο να πραγματοποιηθεί στη διάρκεια αυτής της δεκαετίας, προκειμένου τα προγράμματα αυτά να έχουν ισχυρές πιθανότητες υλοποίησης στη διάρκεια της επόμενης δεκαετούς επισκόπησης.

Όσον αφορά στα μεγάλης κλίμακας επίγεια τηλεσκόπια, πρώτη προτεραιότητα δίνεται στην κατασκευή του τηλεσκοπίου LSST (Large Synoptic Survey Telescope), ενός τηλεσκοπίου ικανού να συμβάλλει στη διερεύνηση μιας ευρείας γκάμας αναπάντητων ακόμη ερωτημάτων. Πραγματικά, σύμφωνα με τις προδιαγραφές του, το LSST θα έχει τη δυνατότητα να μελετήσει τη φύση και τις ιδιότητες της σκοτεινής ενέργειας, να πραγματοποιήσει τρισδιάστατες απεικονίσεις της κατανομής της σκοτεινής ύλης, να υπολογίσει τις τροχιές επικίνδυνων για τη Γη αστεροειδών, να συμβάλλει στη μελέτη σπάνιων, εκρηκτικών φαινομένων, να συλλέξει δεδομένα για τη δημιουργία του Γαλαξία μας κ.ά.

Δεύτερη προτεραιότητα κρίνεται η υλοποίηση ενός «προγράμματος καινοτομίας» που θα αφορά στη μελέτη και στη σχεδίαση νέων τηλεσκοπίων κόστους από 4 έως 135 εκατομμύρια δολάρια, ενώ ακολουθεί η κατασκευή ενός γιγάντιου τηλεσκοπίου που θα έχει τη δυνατότητα να «βλέπει» στο οπτικό και στο κοντινό υπέρυθρο μήκος κύματος, καθώς και η συμμετοχή της NASA στην κατασκευή ενός διεθνούς τηλεσκοπίου για τη μελέτη ακτίνων γ υψηλής ενέργειας.

Σύμφωνα με τον Roger Blandford, πρόεδρο της Επιτροπής, η NASA λογικά θα πρέπει να έχει την οικονομική δυνατότητα να υλοποιήσει το πρόγραμμα WFIRST, να σχεδιάσει και να συμπεριλάβει νέες αποστολές στο πρόγραμμα Explorer, να θέσει, σε συνεργασία με την ESA, τις βάσεις για τη μελλοντική υλοποίηση του προγράμματος LISA και να αναπτύξει τις απαραίτητες τεχνολογίες για τη μελλοντική υλοποίηση των προγραμμάτων ΙΧΟ, Νέοι Κόσμοι και Ανιχνευτής Πληθωρισμού, τα οποία αναμένεται να συμπεριληφθούν στην επόμενη δεκαετή επισκόπηση της αστρονομικής έρευνας στις ΗΠΑ, υπό την προϋπόθεση όμως ότι ο προϋπολογισμός της θα συνεχίσει να αυξάνεται τα επόμενα χρόνια με το ρυθμό του πληθωρισμού

[φωτογρ.: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)].

π