Вот как бы это выглядело, если бы мы снова начали видеть сны.
«Есть только одна вещь, которую я могу обещать вам относительно космической программы: «ваши налоговые доллары пойдут дальше». - Вернер фон Браун
Когда вы думаете о космическом пространстве - Вселенная - что вам приходит на ум? Многим из нас на ум приходит звездный ночной пейзаж Млечного Пути со звездами, планетами и горсткой галактик, которые мы можем наблюдать без посторонней помощи с Земли.
Почти всю историю человечества мы очень мало знали о том, что видели. Были ли звезды другими Солнцами, подобными нашему? Были ли на планетах сложные молекулы, биологические процессы и сложная жизнь, как у нас? Были ли нечеткие пятна в небе частью нашей собственной галактики или «островными вселенными» сами по себе? Была ли остальная Вселенная сделана из того же типа материи, что и мы, или у нее были другие компоненты? И откуда все это взялось и куда все катится?
Последние 100 лет буквально произвели революцию в нашем понимании всего. На все вышеперечисленные вопросы были даны ответы, а затем и на некоторые другие. Солнца других звезд не только не так уж отличаются от наших, но мы знаем, насколько они горячи, как долго они будут жить, как они умрут, и мы даже начинаем узнавать, сколько у них планет и какие из них из них потенциально могут существовать земные формы жизни.
Другие миры в нашей Солнечной системе посетили космические зонды, орбитальные аппараты и вездеходы, и - впервые - мы начинаем понимать атмосферные и геологические науки, которые управляют этими мирами. Для таких планет, как Марс, и спутников, таких как Титан, Европа и Энцелад, понимание возможной биологии этих миров находится на горизонте и находится в пределах досягаемости наших современных технологий..
На вопрос о том, что представляют собой далекие нечеткие сгустки, был получен окончательный ответ: это галактики, и они бывают самых разных форм, размеров, морфологии и даже возраста. Мы можем понять, как они сформировались, сколько лет звездам в них и как они группируются вместе, среди многих других вещей. Мы даже нанесли на карту огромные участки Вселенной, удаленные на многие миллиарды световых лет, расстояние, которое было более или менее непостижимо всего столетие назад, даже с телескопами того времени, соперничающими по размеру с космическим телескопом Хаббла.
В дополнение к обычной материи, с которой мы обычно сталкиваемся - протоны, нейтроны, электроны и свет - мы идентифицировали целый ряд других частиц, которые составляют Вселенную. Известно, что нейтрино, кварки и глюоны, из которых состоят ядра, и тяжелые, нестабильные аналоги электронов и кварков существуют, и мы можем отслеживать их распространенность на различных стадиях эволюции во времени. Мы даже успешно определили существование темной материи и нанесли на карту ее распространенность и свойства кластеризации, хотя ряд загадок, связанных с ней, еще предстоит разгадать.
Совсем недавно мы смогли проследить нашу Вселенную не только до самых ранних стадий Большого взрыва, но и до него, до эпохи космической инфляции, которая породила все, что мы знаем сегодня. как наша наблюдаемая Вселенная. Мы понимаем, как росла, расширялась, охлаждалась наша Вселенная, образовывались первые ядра, атомы, звезды, галактики, скопления и, в конечном итоге, планеты и жизнь. И - с появлением темной энергии - мы также понимаем, какой будет судьба всего.
По ходу дела мы заполнили множество пробелов в наших знаниях, и это подготовило почву для возникновения еще более подробных вопросов. Там, где раньше мы спрашивали, что происходит, теперь мы спрашиваем, как это произошло или произошло. Там, где мы понимаем, как, мы хотим знать, каковы фундаментальные процессы, лежащие в основе явлений. Там, где мы это понимаем, мы хотим узнать о предостережениях, исключениях, деталях и так далее.
Мы не можем не удивляться возможностям, но это нечто большее: мы хотим знать. А когда дело доходит до чудес Вселенной, нас туда привели наши инвестиции в науку и исследования.
За последние четыре десятилетия Соединенные Штаты в частности и мир в целом постепенно инвестировали все меньшие и меньшие доли нашего глобального богатства в эти усилия. Ранее на этой неделе научное сообщество праздновало тот факт, что бюджет НАСА больше не был урезан, и что на горизонте может появиться потенциальное увеличение бюджета почти на 2%.
Между тем, другие беспокоятся о крошечном проценте своего бюджета, который НАСА «тратит впустую», и о том, что некоторые из его целей нереалистичны, и что некоторые из его проектов не являются тем, что люди хотят инвестировать. in. Давайте рассмотрим некоторые вещи в перспективе.
В абсолютном выражении Общий бюджет НАСА на предстоящий год составляет чуть менее 18 миллиардов долларов. (Все цифры в долларах США.) Общий годовой бюджет Европейского космического агентства составляет примерно треть этого бюджета, как и бюджета Российской космической федерации. (Многие европейские страны, такие как Франция, Германия и Италия, также имеют собственные значительные космические программы.) Японский (JAXA) составляет немногим более 2 миллиардов долларов, а Китай и Индия составляют примерно половину от японского. Вот об этом. Из мирового ВВП, составляющего почти 100 000 миллиардов долларов, мир тратит в общей сложности чуть более 40 миллиардов долларов, или около 0,04%, на исследование и понимание Вселенной.. (И для тех из вас, кто внимательно следит, только около 5 миллиардов долларов из бюджета НАСА на самом деле идет на науку.)
Большие проекты Когда мы решили высадить людей на Луну, каждый пилотируемый запуск ракеты «Сатурн-5» в рамках программы «Аполлон» стоил в общей сложности около 2 миллиардов долларов. Мы смогли высадить людей на Луну с помощью этой технологии, с самым мощным в мире компьютером, менее мощным, чем телефон в вашем кармане. (Или, что более вероятно, ваша рука.) Есть несколько других проектов, которые мы запустили в космос за последние несколько десятилетий, о которых вы, возможно, слышали, со сравнительно большими видениями: космический телескоп Хаббла, марсианская научная лаборатория (Curiosity Rover) и Международной космической станции (совместно со многими другими странами).
Нет никаких сомнений в том, что с точки зрения разработанной технологии, возникшего образования, количества знаний, полученных учеными, или общественных благ с точки зрения окупаемости инвестиций (не говоря уже о создании рабочих мест), эти все инвестиции имели бешеный успех по всем показателям. Каждый раз, когда вы используете GPS, звоните по мобильному телефону или отправляете текстовое сообщение, или даже просто тратите время на размышления о Вселенной, вы получаете выгоду от ничтожных инвестиций, которые мы вложили в понимание и исследование Вселенной.
Так хватит уже с мелкими мечтами цепляться за объедки со стола; мечта об основном блюде. Мечтайте о больших миссиях и надейтесь, что мы можем достичь прямо сейчас, если мы только вложим реалистичные и сравнительно небольшие суммы капитала, необходимые для того, чтобы это произошло.
Мечтайте о людях, живущих на Марсе и изучающих его, чего мы могли бы достичь, инвестировав около 50 миллиардов долларов в течение 10 лет. Можем ли мы сделать это с помощью современных технологий? Мы могли бы сделать это с помощью «современных» технологий за такую сумму 20 лет назад. Если мы этого хотим, мы можем это сделать; все, что нам нужно сделать, это инвестировать.
Вы взволнованы грядущим космическим телескопом Джеймса Уэбба? Да, это дорого; когда все будет сказано и сделано, это будет проект стоимостью 8,7 миллиарда долларов, но он готов рассказать нам о Вселенной почти в два раза дальше, с точки зрения расстояния, чем может достичь Хаббл.
Вы в восторге от открытий планет вокруг других звезд и чего достигла миссия Кеплера? Хотите узнать больше о потенциально обитаемых? О планетах земного типа (или меньших) в обитаемых зонах звезд?
Конечно же; наши мечты о том, что мы можем сделать на Земле, ограничены размахом и масштабом планеты, но Вселенной? Теперь естьесть о чем мечтать!
Дело в том, что примерно от 2 до 10 миллиардов долларов за штуку в течение нескольких лет мы могли бы иметь любой или все из следующих проектов:
- SAFIR, космический телескоп дальнего инфракрасного диапазона, который расскажет нам о Вселенной в длинах волн, которые мы никогда не видели - о газе, пыли, звездообразовании и далеких галактиках - примерно до 100-1, 000 разбольшая точность, чем мы когда-либо видели. Это будет преемник Spitzer в следующем поколении.
- IXO, или международная рентгеновская обсерватория, преемник Chandra следующего поколения. Мы могли бы измерять и обнаруживать черные дыры с беспрецедентной точностью, лучше понимать сверхмассивные дыры в центрах галактик, узнавать об областях горячего сталкивающегося газа в скоплениях галактик, изучать более далекие галактики, АЯГ, галактические выбросы и многое другое. Это примерно в 100 раз мощнее, чем Чандра.
- Terrestrial Planet Finder (TPF) и Space Interferometry Mission (SIM PlanetQuest), обе из которых будут искать и получать настоящие прямые изображения планет размером с Землю в обитаемых зонах вокруг звезд, способных поддержка жизни на основе химических веществ.
- WFIRST, или широкоугольный инфракрасный обзорный телескоп, инфракрасная космическая обсерватория, которая представляет собой лучшее оборудование для изучения темной энергии, использующее трехсторонний подход к измерению барионных акустических колебаний., измеряя далекие сверхновые и слабое гравитационное линзирование с беспрецедентной точностью. Планы WFIRST выросли из сначала SNAP (ускорительный зонд SuperNova), а затем JDEM (Совместная миссия темной энергии), проектов, которые могли бы запускаться каждый год в течение последних 13 лет, если бы только материализовалось финансирование.
- И LISA, или Космическая Антенна Лазерного Интерферометра, которая впервые точно измеряла и непосредственно обнаруживала гравитационные волны.
Безумная часть мы все еще можем делать все это, и мы можем делать все это прямо сейчас, если бы мы осмелились вложить в них деньги. Наука, стоящая за всем этим, была надежной, проекты были утверждены и проверены, а команды и технологии были на месте. И все же самая ранняя надежда, которую мы имеем для любой из этих миссий, будет WFIRST, которая не будет летать по крайней мере 11 лет по самым оптимистичным текущим оценкам. Другими словами…
Мы просто решили, как нация и как мир, не делать этого
Сумасшествие в том, что мы все еще могли; мы все еще можем. Люди все еще там и готовы это сделать. Наука все еще существует и ждет, чтобы ее изучили. И любопытство и ноу-хау вездесущи, если только мы решим воспользоваться ими. Это тоже наша Вселенная, и это наш выбор, как мы вкладываем в нее деньги. Хотел бы я знать, как сделать так, чтобы политическая воля появилась, потому что я думаю, что это то, чего хотят все, и от этого выиграют все.
Но все мы должны ценить это, выбирать это и претворять в жизнь. Вселенная - большое место; почему наши мечты должны быть меньше?
Есть комментарий? Оставьте это на форуме Starts With A Bang в Scienceblogs!