Den næste store ting for at udforske det fjerne univers: Balloner

En måde at komme 99 procent af vejen ud i rummet til 1 procent af prisen for en satellit

[BILLEDEBESKRIVELSE]

En gengivelse af en højhøjdeballon suspenderet over det meste af Jordens atmosfære. Den ting, der dingler fra dens underside, er et teleskop. (NASA/Columbia Scientific Balloon Facility)

Rumforskningens historie er på mange måder linsernes historie. Fra Galileo's Starry Messenger til de kraftige teleskoparrays, vi har i dag , har det været to grundlæggende kendsgerninger - kurven af ​​et glas, glansen af ​​et spejl - der i høj grad har været ansvarlige for at udvide menneskets syn ud over Jorden. Og en af ​​de bedste måder, vi har forestillet os at udforske verdener hinsides vores egen, er at sætte menneskeslibet glas ud i selve rummet. Rumteleskoper kan tage billeder, der ikke er slørede af Jordens atmosfære.



Men mens Hubbles og Chandras af verden er fantastiske kilder til videnskabelige data om det fjerne univers, de er også utroligt dyre kilder til disse data. Hubble, opsendt i kredsløb i 1990, koste omkring 2,5 milliarder dollars ; Chandra før lanceringen i 1999, var nedskaleret i sine muligheder -- med en reduktion af antallet af spejle den indeholdt fra 12 til otte og en reduktion af videnskabelige instrumenter fra seks til fire -- for at minimere omkostningerne.

Så selvom vores appetit på udforskning er stor, er vores ressourcer (relativt) små. Især nu, i denne tid med besparelser her på Jorden, er det salatdage, når det kommer til vores scanning af universet. Hvilket betyder, at videnskabsmænd skal udtænke måder, ikke bare til at behandle den nye viden, vi indsamler, men også for at indsamle den viden så effektivt - læs: så billigt - som muligt.

Et team af forskere i USA og Europa tror, ​​de har gjort netop det. Gruppen har udtænkt et system til at udforske universet gennem et teleskop, der vil svæve over 99 procent af Jordens atmosfære.

Og det teleskop kommer til at hænge fra en ballon.

Under en snak på Aspen Idéfestival , fysikeren Richard Massey delte visionen for enheden, der håbede på at udvide menneskets syn, og lancerede nogle af vores mest gennemtestede teknologier - glas, balloner - ud i rummet. Godt, næsten ud i rummet.

'Du kan komme 99 procent af vejen ud i rummet med en meget stor ballon, på størrelse med et fodboldstadion,' sagde Massey. Og! Du kan komme dertil meget, meget billigere med den ballon, end du kunne med et mere traditionelt rumteleskop. 'Du kan stort set komme over næsten hele jordens atmosfære,' bemærkede Massey, 'for omkring én procent af prisen på en satellit.'

Projektet, som teamet forestiller sig, hedder HALO -- Lensobservatorium i høj højde -- og det indebærer faktisk at sende en højteknologisk ballon op i atmosfærens højeste rækker. Suspenderet fra hvilket der i sandhed vil være et teleskop. Det store mål for det højtflyvende kikkert er, sagde Massey, intet mindre end at skabe 'et kort over det mørke stof i det usete univers, overalt'.

Arbejdet vil på mange måder ligge i forlængelse af kortet, som Massey og kolleger udgav i Natur i 2012 . HALO-teamet vil drage fordel af svag linse - et fænomen, forudsagt af relativitetsteorien, hvorigennem massive objekter bøjer lys - for at studere, hvor meget mørkt stof der kan være i universet. Og for at analysere, hvordan dens (teoretiserede) fordeling har udviklet sig på tværs af dens galakser siden dens tidligste dage.

Her kommer ballonen ind.At nå dette mål - at opdage det bøjede lys, der troes at være et resultat af tilstedeværelsen af ​​mørkt stof - kræver et teleskop, der er uhindret af jordens atmosfæres luner. Det kræver sprøde billeder af rummet.'Vi ønsker at se ting, der er meget langt væk, så vi kan kortlægge alt det mørke stof mellem dem og os,' sagde Massey. 'Vi vil gerne se ting, der er meget langt væk, og derfor meget små.'

Og det er især vigtigt i dette tilfælde, fordi for Massey og hans kolleger – og for de fleste enhver forsker, hvis arbejde fokuserer på påvisningen af ​​det mørke stof, der menes at udgøre det meste af massen i universet – er lys i sig selv data.'Lyset fra disse fjerne galakser kan rejse 10 milliarder år på tværs af universet og stadig være perfekt,' påpegede Massey. 'Men når det passerer gennem atmosfæren, er det denne slags hvirvlende, turbulente luftmasser. Og lyset hopper rundt, og alt fremstår sløret.'

Det fænomen, bemærkede Massey --de slørende virkninger af Jordens atmosfære, når lyset hopper rundt om den i forskellige retninger --'det er derfor, stjerner blinker.' Hvilket er dejligt, medmindre dit arbejde afhænger af erhvervelsen af ​​skarpe billeder fra rummet. I så fald kan du se til balloner for at få dine billeder af himlen.