L kosmosa teleskopi Tie ir kļuvuši par vienu no labākajiem instrumentiem, kas mums ir Visuma izspiegošanai no ārpuses Zemes atmosfēras. Novietojot tos orbītā vai stratēģiskos punktos, piemēram, Lagranža punktos, mēs izvairāmies no tādām problēmām kā... gaisa turbulence, gaismas piesārņojums vai noteiktu viļņu garumu absorbcija, un tas ļauj mums redzēt kosmosu ar tādu skaidrību, kas no zemes vienkārši nav iespējama.
Pēdējo desmitgažu laikā ir izvietots daudzveidīgs kosmosa observatoriju flote, kas aptver viss elektromagnētiskais spektrsNo enerģiskākajiem gamma stariem līdz radioviļņiem, tostarp rentgena stariem, ultravioletajiem, redzamās gaismas, infrasarkanajiem un mikroviļņu stariem. Ir uzsāktas arī misijas tādu daļiņu kā kosmisko staru noteikšanai, un ir izstrādāti pat gravitācijas viļņu teleskopu prototipi. Mēs mierīgi un diezgan detalizēti izpētīsim galvenos kosmosa teleskopu veidus, to reprezentatīvākās misijas un lielākos projektus, kas ir gaidāmi.
Kas ir kosmosa teleskops un kāpēc tas ir tik svarīgs?
Kosmiskais teleskops būtībā ir astronomijas observatorija Uzstādītas uz kosmosa kuģa vai satelīta, kas darbojas virs atmosfēras. Atšķirībā no uz zemes bāzētiem teleskopiem, šīs platformas var novērot spektra apgabalus (piemēram, rentgenstarus, gamma starus vai ekstremālu ultravioleto starojumu), ko atmosfēra gandrīz pilnībā bloķē, un tās arī novērš kropļojumus, kas izpludina optiskos attēlus, ko redz no uz zemes bāzētām observatorijām.
Atkarībā no pētāmā starojuma veida kosmosa teleskopi tiek klasificēti gamma stari, rentgena stari, ultravioletais starojums, optiskie stari, infrasarkanie stari, mikroviļņi un radioviļņiTurklāt pastāv misijas, kas veltītas augstas enerģijas daļiņām (kosmiskajiem stariem), un jauni projekti gravitācijas viļņu noteikšanai no kosmosa. Katra no šīm joslām atklāj atšķirīgu Visumu: sākot no melnajiem caurumiem un gamma staru uzliesmojumiem līdz kosmiskā mikroviļņu fona vājai mirdzēšanai vai tumšās matērijas sadalījumam.
Gamma staru kosmosa teleskopi: visekstrēmākais Visums
Gamma staru teleskopi mēra fotonus ārkārtīgi augsta enerģija kas rodas vardarbīgu astrofizisku parādību rezultātā. Šo starojumu absorbē Zemes atmosfēra, tāpēc mēs to varam pētīt tikai no stratosfēras baloniem vai, vēl labāk, no orbītā esošiem satelītiem vai zondēm tālajā kosmosā.
Tipiski gamma staru avoti ir supernovas, neitronu zvaigznes, pulsāri un melnie caurumi binārajās sistēmās vai aktīvos galaktiku kodolos. Turklāt pastāv arī mīklaini gamma staru uzliesmojumi — ārkārtīgi īsi, bet ārkārtīgi enerģiski uzliesmojumi, kuru daba ir pētīta gadu desmitiem ilgi.
Laika gaitā ir palaistas daudzas gamma staru observatorijas. Starp pionieriem bija padomju zondes. Protons-1, protons-2 un protons-4visi zemā Zemes orbītā 60. gs. sešdesmitajos gados. Pēc tam sekoja tādas misijas kā SAS 2 NASA mazais astronomijas satelīts 2 Cos-B no EKA vai HEAO 3 Amerikānis, kurš apvienoja instrumentus augstas enerģijas iegūšanai.
Astoņdesmitajos un deviņdesmitajos gados tādi svarīgi projekti kā granāts (Francijas un Padomju Savienības sadarbība), satelīts Gamma un, pats galvenais, Komptonas gamma staru observatorija (CGRO) No NASA, daļa no Lielo observatoriju sērijas. CGRO novēroja debesis laikā no 1991. līdz 2000. gadam zemā Zemes orbītā, kartējot simtiem gamma starojuma avotu un palīdzot klasificēt gamma starojuma uzliesmojumus dažādos veidos.
Vēlāk nāca specializētas misijas, piemēram, LEGRI (Zemas enerģijas gamma staru attēlveidotājs) spāņu valodā HETE 2 koncentrējoties uz īslaicīgiem uzliesmojumiem, Eiropas observatorija INTEGRĀLS vai satelīts Swift kodsspēj ātri noteikt gamma staru uzliesmojumus un pavērst savus instrumentus, lai izsekotu šīs parādības evolūciju. Pēdējos gados īpaši izcēlušies ir šādi atklājumi: AGILE, Fermi gamma staru kosmiskais teleskops un eksperiments GAP, kas uzstādīta JAXA misijā heliocentriskā orbītā, un kas pēta gamma uzliesmojumu polarizāciju.
Rentgena teleskopi: kosmosa rentgenstari
Rentgena teleskopi fokusējas uz fotoniem augsta enerģija, bet mazāk intensīva nekā gamma stariArī atmosfēra bloķē šo starojumu, tāpēc šie novērojumi ir iespējami tikai no augstkalnu baloniem vai orbītā. Rentgenstarus izstaro galaktiku kopas un aktīvi galaktiku kodoli uz supernovu paliekām, rentgenstaru binārajām zvaigznēm ar baltajiem punduriem, neitronu zvaigznēm un melnajiem caurumiem, kā arī dažiem avotiem mūsu Saules sistēmā, piemēram, Mēnesi, lai gan šajā gadījumā liela daļa spilgtuma rodas no atstarotajiem Saules rentgenstariem.
Starp pirmajām X observatorijām izceļas šādas: Uhuru (1970. gadā) — pirmais satelīts, kas paredzēts tikai šai joslai. Tam sekoja tādas misijas kā ANS (Nīderlandes astronomiskais satelīts), Ariels Vindiānis Ārjabata, SAS-C no NASA vai augstas enerģijas observatorijām HEAO-1 un HEAO-2 (pēdējais pazīstams kā Einšteina observatorija), kas ievērojami uzlaboja rentgena staru avotu katalogus.
Japānai bija galvenā loma ar tādiem satelītiem kā Hakučo (CORSA-b), tenma, Ginga, ASCA vai vēlāk, Suzuki y HitomiArī eiropietis bija svarīgs. EXOSAT un krievu Astrons, kas apvienoja ultravioletā un rentgena starojuma novērojumus ļoti eliptiskā orbītā.
Deviņdesmitajos un divtūkstošajos gados ieradās misijas, kas tagad ir patiesi etaloni. ROSAT Viņš veica padziļinātu mīksto rentgenstaru avotu uzskaiti; BeppoSAX Pateicoties rentgenstaru izsekošanas iespējām, tam bija būtiska loma gamma staru uzliesmojumu lokalizācijā; un Rossi rentgenstaru laika noteikšanas pētnieks (RXTE) Tas ļāva nepieredzēti detalizēti pētīt sistēmu ar melnajiem caurumiem un neitronu zvaigznēm mainīgumu.
Starp tiem, kas joprojām aktīvi darbojas, ir Čandras rentgenstaru observatorija (NASA) un XMM-Ņūtons (ESA), abas atrodas ļoti eliptiskās orbītās, kas ļauj veikt ilgstošus nepārtrauktus novērojumus. Jaunākie ir NuSTAR, kas specializējas cieto rentgenstaru jomā, Indijas observatorija Astrosatķīniešu teleskops HXMT, krievu-vācu Spectr-RG un misijas, kas koncentrējas uz polarimetriju, piemēram, IXPEUn XRISM o XPoSat un Einšteina zonde, kas paplašina spektroskopijas un rentgenstaru mainīguma iespējas.
Ultravioletie teleskopi: skats tālāk par violeto gaismu
Ultravioletie teleskopi specializējas viļņu garumos starp aptuveni 10 un 320 nanometriŠo starojumu lielā mērā absorbē atmosfēra, tāpēc mēs to varam pētīt tikai no augšējās atmosfēras, Mēness virsmas vai kosmosa. Saule, daudzas karstas zvaigznes un daudzas galaktikas izstaro lielu UV gaismas daudzumu, kas ir ļoti svarīgi zvaigžņu veidošanās procesu un ķīmiskā sastāva analīzei.
Starp pirmajām UV misijām ir OAO-2 (zvaigžņu vērotājs) y OAO-3 Copernicus NASA teleskopi Orion 1 un Orion 2 uzstādīts padomju kosmosa stacijās. Viens unikāls gadījums bija Tālā ultravioletā kamera/spektrogrāfs ko uz Mēness virsmas uzstādīja Apollo 16 astronauti, un kas ļāva veikt UV novērojumus no vides bez atmosfēras.
Satelīts ANS Tam bija arī UV instrumenti, bet lielo lēcienu veica Starptautiskais ultravioletā starojuma pētnieks (IUE)ESA, NASA un Apvienotās Karalistes kopīgā misija gandrīz divas desmitgades darbojās ļoti eliptiskā orbītā, kļūstot par īstu darba zirgu ultravioletās gaismas spektroskopiskajos pētījumos. Teleskopu piešķīra PSRS. Astrons, arī jutīga pret šo joslu.
El Habla kosmiskais teleskopsLai gan tas ir slavens ar redzamās gaismas attēliem, tam ir ļoti jaudīgi instrumenti tuvajā ultravioletajā spektrā, kas ļāvuši tam pētīt zvaigžņu atmosfēras, zvaigžņu veidošanās reģionus un jaunus zvaigžņu kopas. Pēc tam sekoja tādas misijas kā... EUVE (Extreme Ultraviolet Explorer), observatorija Astro 1 un Astro 2, Vai FUSE (Tālā ultravioletā spektroskopijas pētnieks), kas koncentrējas uz tālo ultravioleto starojumu.
Jau 21. gadsimtā tādi projekti kā CHIPS, Misija GALEX Lai pētītu galaktiku evolūciju UV starojumā, Korejas satelīts Kaistat 4un jaunākās misijas, piemēram, IRIS, orientēta uz Saules pārejas reģionu, Japānas observatorija Hisakisuborbitāli eksperimenti, piemēram, Venēras spektrālās raķetes eksperimentsvai uz Mēness uzstādīti teleskopi, piemēram, Mēness ultravioletais teleskops (LUT). Astrosat Tas apvieno arī UV instrumentus un saules misijas, piemēram, Aditya-L1 Tie ietver novērojumus šajā diapazonā no Lagranža punkta L1.
Kosmosa optiskie teleskopi: nepārspējamas kvalitātes redzamā gaisma
Optiskā astronomija ir visklasiskākā: tā koncentrējas uz viļņu garumiem no aptuveni 400 un 700 nanometriOptiskā teleskopa novietošana kosmosā novērš atmosfēras turbulenci un lielāko daļu absorbcijas, kā rezultātā tiek iegūti ārkārtīgi augstas izšķirtspējas attēli. Šie instrumenti tiek izmantoti planētu, zvaigžņu, miglāju, galaktikasprotoplanetārie diski un praktiski jebkurš objekts, kas spīd redzamā gaismā.
Viens no pirmajiem svarīgākajiem pagrieziena punktiem bija Hiparkos (ESA), kas veltīta precīzajai astrometrijai: zvaigžņu pozīciju un paralaksu mērīšanai, lai noteiktu attālumus līdz tām. 20. gs. astoņdesmito gadu beigās un deviņdesmito gadu sākumā tā veica revolūciju zvaigžņu katalogos. Neilgi pēc tam, 1990. gadā, Habla kosmiskais teleskops, NASA un ESA kopīgs projekts, kas joprojām darbojas zemā orbītā ap Zemi.
Habla teleskops galvenokārt novēro redzamajā un gandrīz ultravioletajā gaismā, lai gan pēc apkopes misijas tam tika piešķirtas arī papildu iespējas. infrasarkano staru tuvumāPateicoties stabilitātei un asumam, tas ir nodrošinājis dažus no ikoniskākajiem Visuma attēliem, ļāvis veikt ļoti precīzus Habla konstantes mērījumus un atklājis detaļas par tālām galaktikām, lodveida galaktiku kopām, planētu veidošanās diskiem un daudz ko citu.
Citu orbītā esošu optisko observatoriju vidū ir mazais Kanādas teleskops MOST, Francijas-Eiropas COROTveltīts eksoplanētām un zvaigžņu svārstībām jeb nanosatelītu zvaigznājam BRITEMisijas, piemēram, Swift kodsLai gan tie tika izveidoti, lai pētītu gamma staru uzliesmojumus, tie ietver arī optiskos instrumentus, lai izsekotu šo parādību evolūciju.
Eksoplanētu jomā satelīts Kepler Tas iezīmēja pagrieziena punktu, atklājot tūkstošiem pasauļu, izmantojot tranzīta metodi no heliocentriskas orbītas. Pēc tam sekoja observatorija TESS no NASA un Eiropas misijas LĪDZEKĻI, kura mērķis ir raksturot jau zināmas eksoplanētas no sinhronas orbītas ar Sauli. Astrosat Tas ietver arī optiskos instrumentus un tādus projektus kā GaiaAtrodoties L2 Lagranža punktā, tie ir vēl vairāk uzlabojuši astrometriju, radot precīzāko mūsu galaktikas trīsdimensiju karti.
Infrasarkanie teleskopi: atklāj auksto, tumšo Visumu
Infrasarkanajai gaismai ir zemāka enerģija nekā redzamajai gaismai Tas ir ideāli piemērots aukstu vai ļoti tālu objektu pētīšanai, kuru spilgtumu ir mainījusi sarkanā krāsa Visuma izplešanās dēļ. Infrasarkanajā spektrā mēs novērojam vēsas zvaigznes (tostarp brūnos pundurus), zvaigznes veidojošus putekļu mākoņus, protoplanetārus diskus un ļoti tālas galaktikas.
Starp pirmajiem lielajiem projektiem ir IRASkas izveidoja pirmo pilnīgo debesu infrasarkano staru karti un atklāja putekļu diskus ap tādām zvaigznēm kā Fomalhaut, Beta Pictoris un Vega. Pēc tam nāca japāņu teleskops Infrasarkanais teleskops kosmosāun Eiropas observatorija ISO (Infrasarkanā kosmosa observatorija), kas pētīja debesis plašā infrasarkanā diapazonā no ļoti eliptiskas orbītas.
Militāri zinātniskā misija MSX Tas sniedza arī infrasarkanos datus, kamēr satelīts SWAS Tā koncentrējās uz submilimetra viļņu garumiem, kas ir galvenais faktors molekulu pētīšanā starpzvaigžņu mākoņos. WIREDiemžēl pēc agrīnas neveiksmes tam neizdevās sasniegt savu mērķi.
El Spitzera kosmiskais teleskopsKosmosa teleskops, kas ir daļa no NASA Lielajām observatorijām, pētīja vidējo un tālo infrasarkano staru diapazonu no Saules pievilkšanas orbītas, iegūstot iespaidīgus rezultātus par zvaigžņu veidošanos, infrasarkanajām galaktikām un eksoplanētām. Japānas misija. Akari paplašināja šos pētījumus, kamēr observatorija Heršels ESA/NASA teleskops, kas atrodas L2 Lagranža punktā, bija lielākais infrasarkanais teleskops, kas tika palaists orbītā, līdz 2013. gadā tam beidzās hēlijs.
Satelīts GUDRS Tas kartēja debesis visā vidējā infrasarkanā spektra diapazonā, atklājot visu, sākot no tuvumā esošajiem asteroīdiem līdz ļoti tālām galaktikām. Un pašreizējā zvaigzne ir Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST)Arī L2 stacijā tas ir paredzēts novērojumiem galvenokārt infrasarkanajā diapazonā. Tā milzīgais 6,5 metru segmentētais spogulis un kriogēnie instrumenti ļauj tam pētīt pirmās galaktikas, zvaigžņu un planētu veidošanos, kā arī eksoplanētu atmosfēras ar nepieredzētu detalizāciju. Misija darbosies arī tuvajā infrasarkanajā un redzamajā gaismā. Eiklida ģeometrija no ESA, koncentrējoties uz tumšo matēriju un tumšo enerģiju no L2.
Mikroviļņu teleskopi: Lielā sprādziena atbalss
Mikroviļņu kosmosa teleskopi galvenokārt ir izmantoti, lai ar lielu precizitāti izmērītu kosmiskā mikroviļņu fonaLielā sprādziena fosiliju mirdzums. No šiem novērojumiem tiek noteikti galvenie kosmoloģiskie parametri, piemēram, Visuma vecums, tā tumšās matērijas un tumšās enerģijas saturs, kā arī tā liela mēroga ģeometrija.
Satelīts bija šīs joslas pionieris. COBE NASA Kosmiskā fona pētnieks, kas vispirms izmērīja kosmiskā mikroviļņu fona sīkās temperatūras anizotropijas. Vēlāk Zviedrijas observatorija Odins Tas apvienoja mikroviļņu un submilimetru pētījumus zemā Zemes orbītā.
Nākamais lielais lēciens bija misija WMAP NASA Vilkinsona mikroviļņu anizotropijas zonde, kas atrodas L2 Lagranža punktā, ievērojami precizēja COBE mērījumus un izveidoja tā saukto "standarta kosmoloģisko modeli". Pēc tam ESA palaida satelītu. PlankaArī L2 punktā tas ieguva līdz šim precīzāko kosmiskā fona karti, pirms pēc misijas beigām tika atgriezts drošā heliocentriskā orbītā.
Kosmosa radioteleskopi: interferometrija planētu mērogā
Lai gan atmosfēra ir relatīvi caurspīdīga radioviļņiem, antenu izvietošana kosmosā ļauj mums... ļoti gara bāzes interferometrija apvienojot orbītā esošu radioteleskopu ar antenām uz Zemes virsmas. Korelējot signālus, tiek panākta leņķiskā izšķirtspēja, kas līdzvērtīga teleskopam, kura attālums ir starp tiem, kas ir ideāli piemērots ārkārtīgi kompaktu struktūru pētīšanai.
Galvenā misija šajā jomā bija HALCA (VSOP), ko palaida Japānas aģentūra ISAS. Tas riņķoja ap Zemi ļoti eliptiskā orbītā, nodrošinot bāzes līniju līdz pat desmitiem tūkstošu kilometru garumā. Tas ar ārkārtēju izšķirtspēju novēroja supernovu paliekas, masierus, gravitācijas lēcas un aktīvus galaktikas kodolus.
Pavisam nesen Krievijas projekts Spektr-R (RadioAstron) Tas vēl vairāk paplašināja šīs iespējas ar ārkārtīgi pagarinātu orbītu (no 10 000 līdz gandrīz 390 000 km), kopā ar uz zemes bāzētiem radioteleskopiem veidojot vienu no lielākajām jebkad uzbūvētajām interferometrijas sistēmām.
Daļiņu un kosmisko staru detektori kosmosā
Papildus fotoniem daudzās kosmosa misijās ir iekļauti instrumenti, kas spēj noteikt kosmiskie stari un enerģētiskās daļiņas kuru izcelsme ir Saule, mūsu galaktika vai ekstragalaktiskie avoti. Daži no šiem kosmiskajiem stariem sasniedz ārkārtīgi augstas enerģijas, kas saistītas ar tādiem procesiem kā relatīvistiskas strūklas no aktīviem galaktikas kodoliem.
Starp pirmajām misijām ar daļiņu detektoriem bija padomju misijas. Protons-1 un protons-2, kas mērīja protonus un elektronus zemajā Zemes orbītā. Satelīts HEAO 3 Tajā bija iekļauti arī instrumenti kosmisko kodolu pētīšanai.
Tas tika laists klajā 90. gados SAMPEX (NASA/DE), kas koncentrējas uz enerģiskām daļiņām Zemes magnetosfērā. Eksperiments AMS-01 Viņš īsi lidoja kosmosa kuģa misijā, lai pārbaudītu alfa magnētiskais spektrometrs, priekštecis AMS-02, pastāvīgi uzstādīta Starptautiskajā kosmosa stacijā, lai meklētu antimatēriju un tumšās matērijas pazīmes.
Misija PAMELAEiropas un Krievijas aģentūru sadarbība pētīja augstas enerģijas daļiņu plūsmu zemajā Zemes orbītā. Tikmēr IBEX NASA pēta neitrālus enerģētiskus atomus, lai kartētu mijiedarbību starp Saules vēju un starpzvaigžņu vidi, kā arī tādiem satelītiem kā DAMPE (Ķīna) pēta augstas enerģijas elektronus, pozitronus un gamma starus, meklējot netiešus tumšās matērijas signālus.
Gravitācijas viļņu kosmosa teleskopi
Gravitācijas viļņi ir telpas-laika viļņošanās Šos signālus rada tādi notikumi kā melno caurumu vai neitronu zvaigžņu apvienošanās. Uz Zemes tādi detektori kā LIGO un Virgo jau ir izmērījuši šos signālus, taču nākamā lielā robeža ir gravitācijas interferometrijas ieviešana kosmosā, kur var uzbūvēt daudz garākas rokas, kas ir jutīgas pret zemākām frekvencēm.
Pirmais tehnoloģiskais solis bija LISA Pathfinder (ESA) demonstrācijas misija, kurā heliocentriskā orbītā tika pārbaudītas izmēģinājuma masas kontroles un lāzera interferometrijas sistēmas. Tās panākumi pavēra ceļu nākotnes projektam. LISA (lāzera interferometra kosmosa antena), kas plānots 2030. gados un sastāvēs no trim satelītiem, kas atdalīti ar miljoniem kilometru, veidojot trīsstūri un spējot izsekot gravitācijas viļņus no masīviem avotiem kosmoloģiskos mērogos.
Galvenās observatorijas un vadošās misijas
Savas kosmosa teleskopu flotes ietvaros NASA reklamēja virkni Lieliskas observatorijaskatrs no tiem koncentrējās uz spektra daļu. Iepriekšminētais Habla Tas aptver redzamo un gandrīz ultravioleto (ar nelielu infrasarkano) starojumu. CGRO Viņš specializējās gamma staros, Čandras rentgenstaru observatorija pēta mīkstos rentgenstarus un Spitzera kosmiskais teleskops Viņš veltīja sevi infrasarkanajam starojumam.
Turklāt ir vairākas misijas, kurām, lai gan oficiāli tās nav lielas observatorijas, ir bijusi milzīga ietekme: IRAS kā pirmais infrasarkanais debesu izsekotājs; Astrons y granāts padomju sfērā; ISO eiropietis; eksoplanetārs COROT; the IUE ultravioletā starojumā; Saules observatorija SOHOKanādas satelīts; SCISAT-1 pētīt Zemes atmosfēru; rentgenstaru pionieri Uhuru, HEAOastrometriskais; HiparkosKompaktais Kanādas teleskops MOSTvai japāņu ASTRO-F (Akari), starp daudziem citiem.
Kosmoloģijas jomā tādas misijas kā WMAP y Planka ir ļāvuši precīzi noteikt standarta kosmoloģiskā modeļa parametrus. Augstās enerģijās tādas observatorijas kā INTEGRĀLS y Swift kods Viņi turpina atklāt pārejošas parādības, kamēr tādi projekti kā INTEGRAL, WMAP, Spektr-R o Odins Tie ir snieguši pilnīgāku priekšstatu par enerģētisko starojumu un Visuma liela mēroga struktūru.
Jaunie milži: Džeimss Vebs, Romāns, Eiklīds un tālāk
El Džeimsa Veba kosmiskais teleskops Tā ir kļuvusi par vadošo observatoriju šajā desmitgadē. To kopīgi pārvalda NASA, ESA un CSA no Lagranža punkta L2, un tā ir paredzēta, lai pētītu visas Visuma vēstures fāzes: no pirmajām galaktikām līdz planētu sistēmu veidošanās un eksoplanētu atmosfēru analīzei. Tās infrasarkanie attēli ir ļāvuši salīdzināt, piemēram, tādu galaktiku kā NGC 628 novērojumus ar Habla teleskopa uzņemtajiem attēliem, atklājot iepriekš neredzētas detaļas putekļos un gāzē.
Pateicoties Webb, kandidāti ir identificēti ārkārtīgi senas galaktikasTas sniedz satriecoši skaidrus supernovu palieku attēlus un detalizētus Saules sistēmas planētu skatus. Tā panākumi ir balstīti uz četru desmitgažu pieredzi ar iepriekšējiem infrasarkanajiem teleskopiem, piemēram, IRAS, ISO, Spitzer un Akari, kas lika tehnoloģisko un zinātnisko pamatu.
Raugoties tuvākajā nākotnē, NASA gatavo Romiešu kosmosa teleskops (agrāk WFIRST), arī L2, paredzēts tumšās enerģijas, liela mēroga struktūras un eksoplanētu populācijas izpētei ar ļoti plašu redzeslauku. Eksoplanētu jomā ESA izstrādās PLATO, kas koncentrēsies uz meklēšanu un raksturošanu apdzīvojamas eksoplanetas ap zvaigznēm, kas ir līdzīgas Saulei.
Starp vērienīgākajiem projektiem izceļas šādi: Apdzīvojamo pasauļu observatorijaparedzēts, lai detalizēti pētītu Zemes lieluma planētas apdzīvojamās zonās un meklētu bioparaksti to atmosfērās. Lai to izdarītu, tiks izmantotas tādas metodes kā koronagrāfi vai, iespējams, ārējās buras (zvaigžņu ēnojumi), kas spēj bloķēt zvaigznes gaismu un atklāt planētas vājo signālu.
Rentgena teleskops ATHENA Augstas enerģijas astrofizikas uzlabotais teleskops (ATE), kas ir ESA, NASA un JAXA sadarbības projekts, ir paredzēts, lai pētītu supermasīvos melnos caurumus, galaktiku kopas un karsto gāzi, kas plašā mērogā piepilda Visumu. Gravitācijas viļņu jomā misija LISA Tā būs lieliskā kosmosa observatorija masīvu melno caurumu un citu kompaktu sistēmu sadursmju izsekošanai.
Zem jumta ir arī daudzas nākotnes koncepcijas Lielās observatorijas tehnoloģiju nobriešanas programma (GOMAP) un tā saukto Jaunās lielās observatorijas, kas raugās tālāk par 2040. gadu un kuru mērķis ir izstrādāt tehnoloģiju, kas nepieciešama vēl lielāku un precīzāku teleskopu būvniecībai gan optiskajā, gan infrasarkanajā, kā arī augstas enerģijas diapazonā.
Citi izstrādes stadijā esoši projekti un misijas
Līdzās lielajiem vārdiem ir vesela virkne projektu, kas papildinās nākamās paaudzes kosmosa teleskopus. NASA strādā pie tā, TOLIMANkoncentrējās uz Alfa Kentaura sistēmas izpēti, meklējot potenciāli apdzīvojamas planētas, izmantojot augstas precizitātes astrometriju. Ķīna savukārt gatavo teleskopu Xuntian, optiskā observatorija, ko var piestiprināt Ķīnas kosmosa stacijai apkopes nolūkos un kas piedāvās ļoti plašu redzeslauku.
Citas misijas, kas paredzētas apvārsnī, ietver mainīgo objektu monitoru Telpas mainīgo objektu monitors, spektroskopiskā observatorija SPHEREx, AstroSat-2 Indijas teleskops kā Astrosat jeb Eiropas teleskopa aizstājējs ARIEL, kas specializējas eksoplanētu atmosfēras analīzē no L2. Visi no tiem pievienosies pašreizējai flotei, lai aptvertu dažādus enerģijas diapazonus un zinātniskos mērķus.
Tiek izstrādātas arī jaunas Saules observatorijas un misijas, kas veltītas mūsu zvaigznes labākai izpētei. Izpratne par Saules vētras un koronālās masas izmešanas Tas ir būtiski satelītu, elektrotīklu un sakaru sistēmu aizsardzībai uz planētas, kas arvien vairāk ir atkarīga no tehnoloģijām. Tādas misijas kā SOHO o PROBA-3Šie pieredzējušie instrumenti ir pavēruši ceļu jaunas paaudzes instrumentiem gan Zemes orbītā, gan noteiktos Saules-Zemes sistēmas punktos.
Raugoties plašākā mērogā, sākot ar Galileo, kurš 17. gadsimtā pavērsa pieticīgu teleskopu pret Sauli, līdz kolosālām observatorijām L2, kas spēj novērot jaunās galaktikas, kļūst skaidrs, ka katra jaunā kosmosa teleskopu paaudze Tas paplašina mūsu robežas: mēs atklājam tālākas galaktikas, izsekojam supermasīvos melnos caurumus, analizējam eksoplanētu atmosfēru ķīmisko sastāvu un precizējam kosmoloģiskos parametrus. Viss liecina, ka gaidāmās observatorijas — Veba, Romana, Eiklīda, PLATO, ARIEL, LISA, Dzīvojamo pasauļu observatorija un citas — ne tikai palīdzēs mums atbildēt uz klasiskiem jautājumiem par Visuma izcelsmi un evolūciju, bet arī radīs jaunas mīklas, par kurām mēs pat nebijām iedomājušies.
