Studieren von Proxima b: Winzige Sailing Probes könnten in der Nähe von Exoplanet vorbeiziehen

WASHINGTON - Die NASA hat die Teams angewiesen, die vorgeschlagenen Flaggschiff-Missionen für die nächste astronomische Astrophysik-Umfrage zu studieren, um ihre Konzepte in Kostenobergrenzen einzupassen, die große Änderungen an ihren Designs erzwingen könnten.

In einer Stellungnahme vom 31. Mai teilte die NASA mit, dass sie die vier Teams angewiesen habe, geplante Missionen für die 2020 Dekadale Studie zu untersuchen, um den Umfang ihrer Konzepte so zu begrenzen, dass ihre Gesamtkosten zwischen 3 und 5 Milliarden Dollar liegen. Diese neue Kappe, so die Erklärung, spiegele "aktuelle und erwartete Budgetbeschränkungen" für die Astrophysik-Programme der Agentur wider.

Die NASA gechartert die vier Studien im Jahr 2016, um die dekadische Umfrage zu unterstützen, die jeweils einer bestimmten vorgeschlagenen Mission gewidmet sind. Diese Studien sollen die wissenschaftlichen Begründungen für die Missionen diskutieren und ihr Design einschließlich der Kostenschätzungen beschreiben. Die bisherigen Studien hatten keine festen Kostenobergrenzen.

"Die programmatische Landschaft hat sich seit den ersten Studien verändert", sagte Paul Hertz, Direktor der Astrophysikabteilung der NASA, in einer Erklärung über die neuen Kostenobergrenzen. "Wir müssen sicherstellen, dass wir bahnbrechende Wissenschaft erreichen können, während wir uns an ein realistisches, ausführbares Programm und Budget für das nächste Jahrzehnt halten."

Hertz hat diese Änderungen in der Erklärung nicht näher ausgeführt, aber Astronomen, die an diesen Studien arbeiteten, sagten, dass ihnen Verzögerungen im James Webb Space Telescope und Unsicherheiten über den Status des WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope) mitgeteilt wurden für die Streichung in seinem Budgetantrag 2019 spielte eine wichtige Rolle in dieser Entscheidung.

Ein weiterer Faktor, so die Astronomen, ist eine Verlagerung der Prioritäten der NASA von der Astrophysik auf ihr bemanntes Raumfahrtprogramm, insbesondere ihre "Erkundungskampagne" der Mondmissionen. Während die Astrophysikprogramme der NASA, einschließlich JWST, fast 1,4 Milliarden US-Dollar in der Sammelrechnung für das Geschäftsjahr 2018 erhielten, bot die Anfrage von 2019 weniger als 1,2 Milliarden US-Dollar für Astrophysik und prognostizierte Pauschalausgaben bis zum Geschäftsjahr 2023 an.

Eine Kostenobergrenze von 5 Milliarden US-Dollar liegt deutlich unter dem Budget von JWST, das aufgrund seiner jüngsten Probleme Gefahr läuft, die Kostenobergrenze von 8 Milliarden US-Dollar zu überschreiten. WFIRST hat dagegen eine Kostenobergrenze von 3,2 Milliarden Dollar, musste aber Änderungen vornehmen, wie etwa die Umwandlung eines seiner Instrumente in eine Technologiedemonstration, um in diese Obergrenze zu passen.

Die NASA hat zuvor betont, dass WFIRST eine weit weniger technisch anspruchsvolle Mission ist als JWST, die auch gespendete Hardware nutzen kann, insbesondere eine 2,4-Meter-Teleskop-Baugruppe, die vom National Reconnaissance Office angeboten wird.

Mindestens eine der vier Missionsstudien behauptet jedoch, von dieser neuen Richtlinie ausgenommen zu sein. Die Mission Large UV / Optical / IR Surveyor (LUVOIR) soll ein Weltraumteleskop mit einem Hauptspiegel von bis zu 15 Metern Durchmesser entwickeln, der eine breite Palette astronomischer Forschung im ultravioletten bis infraroten Wellenlängenbereich unterstützen soll. JWST hat im Vergleich dazu einen Hauptspiegel von 6,5 Metern Durchmesser.

In einer auf seiner Website veröffentlichten Erklärung bestätigte das LUVOIR-Team, dass es und die anderen Studienteams vom Hauptquartier der NASA Anweisungen erhielten, "Versionen ihrer Konzepte zu produzieren, die in die $ 3-5B-Kostenbox passen". Es fügte hinzu, "LUVOIR war von dieser Anweisung ausgenommen." Es wurde nicht erläutert, warum und wie eine Befreiung gewährt wurde.

Zu den anderen Missionen, die untersucht werden, gehört die Habitable Exoplanet Imaging Mission (HabEx), ein Weltraumteleskop zur direkten Abbildung von Exoplaneten und zur Suche nach Hinweisen auf Bewohnbarkeit; Lynx, ein Röntgenobservatorium, das als Nachfolger des Chandra-Röntgenobservatoriums gedacht war, aber mit viel größerer Sensibilität; und Origins Space Telescope, ein Ferninfrarot-Weltraumteleskop mit einem Hauptspiegel von 9 Metern Durchmesser, um das frühe Universum zu untersuchen und nach Biosignaturen um nahe gelegene Exoplaneten zu suchen.

Schon vor der Ankündigung einer Kostenbegrenzung hatten NASA-Vertreter vorgeschlagen, dass Astronomen neue Ansätze für große Missionskonzepte wählen müssten, um in die geplanten Budgets zu passen.

"Ich denke, selbst in der optimistischsten aller Welten werden wir das Budget für die Astrophysik nicht verdoppeln", sagte Thomas Zurbuchen, stellvertretender Wissenschaftsverwalter, bei einem Treffen der Raumfahrtstudien der Nationalakademien am 2. Mai. "Wie werden wir in Ermangelung einer solchen Verdoppelung ein ausgewogenes Programm in allen Disziplinen betrachten?"

Er fügte hinzu, er glaube, dass viele Astronomen versuchten, die nächste Vorzeige-Astrophysik-Mission innerhalb des gleichen Paradigmas wie die vorherigen zu entwickeln. "Für die meisten Missionen wollen wir nicht genau das machen, was wir vor zwei Jahrzehnten getan haben", sagte er. "Es ist Zeit für neues Denken."

"Die NASA war schon immer dafür bekannt, über den Tellerrand zu schauen und das zu erreichen, was man für unmöglich hielt", sagte Hertz am 31. Mai. "Ich bin optimistisch, dass wir dies auch für die nächste Flaggschiff-Mission tun werden."

Die NASA plant, diese Berichte dem National Academies Committee vorzulegen, das Mitte 2019 an der Dekadal-Umfrage arbeitet, obwohl die Agentur in ihrer Erklärung sagte, dass diese Frist zurückgedrängt werden könnte. Das Komitee wird die Studien nutzen, um seine Arbeit zur Identifizierung der Missionen höchster Priorität, die die NASA in den nächsten zehn Jahren durchführen sollte, zu bestimmen, aber nicht aus diesen vier Konzepten auszuwählen, wenn es seine vorrangige Mission wählt.