美宇航局暗能量探测面临成本危机

广角红外探测望远镜来源:美国航天局GSFC/CI实验室

美国宇航局下一个重要的太空天文台于2025年发射后，其目标是解决天文学中的一些最大的问题，包括外行星的样子以及暗能量如何驱动宇宙膨胀。但是这个项目的成本正在飙升，美国宇航局的管理人员正试图控制预算。

自从近10年前提出广角红外望远镜以来，它的视野和复杂性都得到了进一步的提高。与此同时，其价格也从2010年的16亿美元上升到目前的32亿美元(相当于2010年的24亿美元预算)。这引起了美国宇航局的注意，今年4月，该机构委托一个独立的太空专家小组对其进行评估。相关的评估报告将在未来几个月内产生结果。

总的来说，美国国家航空航天局希望避免沿着詹姆斯·韦伯望远镜(JWST)的路线发射资源回收卫星，该望远镜是哈勃的继任者，计划于2018年发射。该项目的成本从2000年初的10亿美元飙升至88亿美元，几乎耗尽了美国宇航局的天体物理学预算。

WFIRST评估旨在避免这种灾难。"现在是分析任务规模和范围的好时机."乔恩·莫尔斯，美国国家航空航天局天文部门的前主任和纽约的非营利太空探索组织BoldlyGo研究所的首席执行官说，“没有人希望这种设备的成本翻倍。”

WFIRST是2010年天文和天体物理学调查项目未来10年的*大型空间任务，是研究人员未来10年计划的优先项目清单。随后，国家侦察局给了美国国家航空航天局一个直径为2.4米的望远镜反射镜，以取代世界红外探测器计划中使用的1.5直径的反射镜，美国国家航空航天局开始了其雄心勃勃的梦想。更大的镜子允许美国宇航局在它上面安装一个日冕仪，它可以通过阻挡周围恒星的光线来研究系外行星。

美国宇航局还做了另一个设计改变，以匹配更大的镜子。它也在考虑增加一个“遮阳伞”——一个像雨伞一样*移动的探测器。它可以沿着红外探测器飞行，同时阻挡足够的光线让望远镜探测到类地行星。

WFIRST的核心是一个装有18个探测器的巨型照相机，每个探测器能够拍摄1600万像素的图像，使它的视野是哈勃的200倍。“当你拥有如此巨大的视野时，你将能够解决用哈勃或韦伯望远镜无法解决的问题。”马里兰州戈达尔的WFIRST航天中心的项目科学家Jeffrey Kruk说。

这包括测量宇宙如何随时间演变，这将有助于理解暗能量的本质。宾夕法尼亚匹兹堡卡内基梅隆大学的天体物理学家雷切尔·曼德尔鲍姆说，世界红外探测器的数据还可以补充其他几个将于20世纪20年代初发射的暗能量探测器的观测结果，包括欧洲航天局等欧几里得探测器。

WFIRST对系外行星的研究将包括直接在银河系中心的恒星中搜寻行星，并直接用日冕图像对其他行星进行成像。验光仪被设计用来测试未来任务的技术，但是它们也可以拍摄海王星大小的行星。"我们真的希望并期待在系外行星科学领域带来革命."新泽西州普林斯顿大学的技术专家和工程师、冠状动脉造影团队的负责人Jeremy Kasdin说。

然而，只有这么多钱来实现所有这些目标。去年8月，对美国航天局2010年10年发展重点进展的评估发现，世界粮食第一组织面临成本急剧增加的风险。评估引用了冠状动脉造影机的成本和设计变化(另一个不同的专家组评估其成本约为3.5亿美元)，这可能需要额外的5.5亿美元。

位于华盛顿的美国宇航局总部的美国宇航局任务项目主任约翰·加戈西安说，这项新研究将帮助美国宇航局评估如何在保持尽可能多的科学性能的同时，将成本控制在预算之内。然而，他认为“鉴于目前的任务范围和要求(包括冠状动脉造影)，用32亿美元或更少的资金来完成这个项目是不合理的”。

一种可能的减少是消除冠状动脉造影或降低其性能。其他包括减少广角相机上探测器的数量或减少暗能量研究的时间。

这些“勒紧裤带”的措施是否能使WFIRST的成本保持在32亿美元以内，仍然不得而知。克鲁克说，另一个逐年省钱的方法是延长项目的寿命，但这会增加总成本。如果它在2025年后发射，它将错过在时间上与JWST重叠寻找稀有天体的机会。

WFIRST的下一个重要里程碑将在评估小组提交建议后出现。在今年年底或明年年初，项目经理将决定他们可能需要去掉探测器的哪一部分来使整个项目存活下来。(晋南编)

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