Η Συστοιχία Τετραγωνικών Χιλιόμετρων έχει πάρει το επίσημο πράσινο φως για να ξεκινήσει η κατασκευή
Στην Αυστραλία και τη Νότια Αφρική, υπάρχει μια σειρά ραδιοτηλεσκοπίων που σύντομα θα ενωθούν με μια σειρά από πρόσφατα κατασκευασμένες εγκαταστάσεις για να σχηματίσουν το Συστοιχία τετραγωνικών χιλιομέτρων (ΣΚΑ). Μόλις ιδρυθεί, το SKA θα έχει μια περιοχή συλλογής που έχει μέγεθος ένα εκατομμύριο τετραγωνικά μέτρα (κοντά στα 2 εκατομμύρια τετραγωνικά μέτρα). Θα είναι επίσης 50 φορές πιο ευαίσθητο από οποιοδήποτε ραδιοτηλεσκόπιο που λειτουργεί αυτή τη στιγμή και θα μπορεί να διεξάγει έρευνες δέκα χιλιάδες φορές πιο γρήγορα.
Σε μια ιστορική συνάντηση που πραγματοποιήθηκε στις 29 Ιουνίου 2021, τα κράτη μέλη που απαρτίζουν το Συμβούλιο του ΣΚΑΟ ψήφισαν έναρξη κατασκευής . Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 2020, όταν αναμένεται να συγκεντρώσει το πρώτο φως της, η συστοιχία θα αποτελείται από χιλιάδες πιάτα και έως και ένα εκατομμύριο κεραίες χαμηλής συχνότητας. Αυτά θα του επιτρέψουν να διεξάγει όλα τα είδη επιστημονικών εργασιών, από τη σάρωση των πρώτων περιόδων στο Σύμπαν μέχρι την αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης (SETI).
Στον πυρήνα του, το SKA βασίζεται σε μια διαδικασία γνωστή ως συμβολομετρία, όπου το φως από κοσμικές πηγές συλλέγεται από πολλαπλά τηλεσκόπια και στη συνέχεια συνδυάζεται για να δημιουργήσει εικόνες υψηλής ανάλυσης. Για τα ραδιοτηλεσκόπια, αυτή η τεχνική έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι επιτρέπει παρατηρήσεις όπου είναι διαθέσιμο μόνο ένα υποσύνολο της πλήρους συστοιχίας. Με έναν τόσο μεγάλο χώρο συλλογής, το SKA θα επιτρέψει κάθε είδους επαναστατική επιστήμη.
Μια τεράστια προσπάθεια
Το SKA αποτελείται από τέσσερις «πρόδρομες εγκαταστάσεις», οι οποίες περιλαμβάνουν το Σουρικάτα και το Υδρογόνο Εποχή Συστοιχίας Επανιονισμού (HERA) στη Νότια Αφρική, και το Αυστραλιανό SKA Pathfinder (ΑΣΚΑΠ) και Murchison Widefield Array (MWA) στην Αυστραλία. Πέρα από αυτά, υπάρχουν και οι εγκαταστάσεις «pathfinder» που βρίσκονται εκτός αυτών των δύο χωρών, που αποτελούνται από το Συστοιχία τηλεσκοπίων Allen στη βόρεια Καλιφόρνια και την Συστοιχία χαμηλής συχνότητας (LOFAR) στην Ολλανδία.
Αυτές οι εγκαταστάσεις χωρίζονται σε δύο δίκτυα που ονομάζονται SKA-Low και SKA-Mid, τα οποία περιγράφουν το εύρος ραδιοσυχνοτήτων που θα καλύψουν. Η απόφαση για έγκριση κατασκευής έρχεται μετά από δύο μεγάλα αναπτυξιακά ορόσημα για το ΣΚΑΟ. Πρώτον, υπήρξε η δημοσίευση δύο βασικών εγγράφων πέρυσι, το Πρόταση κατασκευής του Παρατηρητηρίου και Σχέδιο Ίδρυσης και Παράδοσης Παρατηρητηρίου , και ένα περίληψη των κυριότερων σημείων και των δύο.
Τα έγγραφα αποτελούν το αποκορύφωμα πάνω από επτά χρόνια σχεδιαστικής και μηχανικής εργασίας από περισσότερους από 500 ειδικούς από 20 χώρες, σκοπός των οποίων ήταν να δοκιμαστούν οι τεχνολογίες που απαιτούνται για την κατασκευή και λειτουργία της μεγαλύτερης συστοιχίας ραδιοτηλεσκοπίων που κατασκευάστηκε ποτέ. Δεύτερον, υπήρξε η δημιουργία του ΣΚΑΟ ως διακυβερνητικού οργανισμού, που έγινε νωρίτερα φέτος. Όπως είπε σε πρόσφατο ΣΚΑΟ ο Γενικός Διευθυντής του ΣΚΑΟ Καθ. Φίλιπ Ντάιμοντ δελτίο τύπου :
«Είμαι εκστατικός. Αυτή η στιγμή έχει τελειώσει 30 χρόνια. Σήμερα, η ανθρωπότητα κάνει ένα άλλο γιγάντιο άλμα, δεσμεύοντας να κατασκευάσει τη μεγαλύτερη επιστημονική εγκατάσταση του είδους της στον πλανήτη. όχι μόνο ένα, αλλά τα δύο μεγαλύτερα και πιο πολύπλοκα δίκτυα ραδιοτηλεσκοπίων, σχεδιασμένα να ξεκλειδώνουν μερικά από τα πιο συναρπαστικά μυστικά του Σύμπαντος μας».
«Θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους συνέβαλαν στο να γίνει αυτό δυνατό τις τελευταίες δεκαετίες, από την πρώιμη έναρξη του έργου μέχρι τώρα, και ιδιαίτερα όλες τις ομάδες που δούλεψαν τόσο σκληρά τα τελευταία χρόνια και βοήθησαν μέσα από μια πανδημία στο πολύ δύσκολες συνθήκες για να τηρηθούν οι προθεσμίες και να καταστεί δυνατό αυτό το ορόσημο. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τα κράτη μέλη μας για το όραμά τους και την εμπιστοσύνη που μας δείχνουν επενδύοντας σε μια μεγάλης κλίμακας, μακροπρόθεσμη ερευνητική υποδομή σε μια εποχή που τα δημόσια οικονομικά βρίσκονται υπό έντονη πίεση».
Αυτός ο οργανισμός τώρα αντιπροσωπεύει έντεκα διεθνείς κοινοπραξίες που αντιπροσωπεύουν περισσότερα από 100 ερευνητικά εργαστήρια, πανεπιστήμια και εταιρείες και από τα δεκαέξι Πολιτείες - μέλη που ήταν υπεύθυνοι για το σχεδιασμό του απαραίτητου υλικού, λογισμικού και υποδομής. Αυτές περιλαμβάνουν την Αυστραλία, τον Καναδά, την Κίνα, τη Γαλλία, τη Γερμανία, την Ινδία, την Ιαπωνία, την Ιταλία, την Ολλανδία, την Πορτογαλία, τη Νότια Αφρική, τη Νότια Κορέα, την Ισπανία, τη Σουηδία, την Ελβετία και το Ηνωμένο Βασίλειο.
Σπασμένο έδαφος
Η κατασκευή αναμένεται να διαρκέσει μέχρι το 2028 και θα ακολουθήσουν οι πρώτες επιστημονικές επιχειρήσεις στις αρχές της δεκαετίας του 2030. Το κόστος ολόκληρου του έργου, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής των δύο τηλεσκοπίων, των σχετικών λειτουργιών και των λειτουργιών που διευκολύνουν τις επιχειρήσεις, προβλέπεται σε 2 δισεκατομμύρια ευρώ (2,38 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ) για μια περίοδο εννέα ετών (2021 – 2030). Η πρώτη σημαντική δραστηριότητα επί τόπου έχει προγραμματιστεί να πραγματοποιηθεί στις αρχές του επόμενου έτους, αλλά οι προμήθειες μεγάλων συμβάσεων θα ξεκινήσουν αμέσως.
Τους επόμενους μήνες, ο ΣΚΑΟ θα εκδώσει περίπου 70 συμβάσεις σε όλα τα κράτη μέλη του, τα οποία στη συνέχεια θα τα υποβάλουν σε ανταγωνιστικές προσφορές σε τοπικό επίπεδο. Ο ΣΚΑΟ αναμένει ότι από τη στιγμή που θα αρχίσουν να συγκεντρώνουν φως, οι δύο συστοιχίες θα παραμείνουν επιστημονικά παραγωγικές για 50 ή περισσότερα χρόνια. Δρ. Catherine Cesarsky, Πρόεδρος του Συμβουλίου ΣΚΑΟ, εκφράζεται τις ευχαριστίες της σε όλους όσους βοήθησαν να φτάσει το ΣΚΑ σε αυτό το κομβικό σημείο της ανάπτυξής του:
«Θα ήθελα να προσθέσω τις ευχαριστίες μου προς τα μέλη του Συμβουλίου του ΣΚΑΟ και τις κυβερνήσεις που εκπροσωπούν. Το να δώσει το πράσινο φως για την έναρξη της κατασκευής των τηλεσκοπίων SKA δείχνει την εμπιστοσύνη τους στην επαγγελματική δουλειά που έχει κάνει ο ΣΚΑΟ για να φτάσει εδώ, με ένα υγιές σχέδιο που είναι έτοιμο για υλοποίηση και στο λαμπρό μέλλον αυτής της πρωτοποριακής έρευνας διευκόλυνση… Η σημερινή δέσμευση των κρατών μελών είναι ένα ισχυρό μήνυμα για άλλους να επιβιβαστούν και να καρπωθούν τα οφέλη της συμμετοχής σε αυτή τη μοναδική στο είδος της ερευνητική μονάδα».
Κοινά οφέλη
Εκτός από την παροχή συναρπαστικής και επαναστατικής επιστήμης, ο οργανισμός υποστηρίζει ότι το SKA θα προσφέρει απτά κοινωνικά και οικονομικά οφέλη για αυτές τις χώρες – όπως καινοτομία, τεχνολογικά παρεπόμενα, νέες θέσεις εργασίας υψηλής τεχνολογίας, ενισχυμένη βιομηχανική ικανότητα και άλλα. Πέρα από τα κράτη μέλη, αυτό θα περιλαμβάνει τις αφρικανικές χώρες εταίρους – στις οποίες περιλαμβάνονται η Γκάνα, η Κένυα, η Ζάμπια, η Μοζαμβίκη, η Ναμίμπια, η Μποτσουάνα και η Μαδαγασκάρη.
Στη συνέχεια, υπάρχουν οι πολλοί αυτόχθονες πληθυσμοί στη Νότια Αφρική και την Αυστραλία, στα εδάφη των οποίων θα κατασκευαστούν τα τηλεσκόπια. Προκειμένου να προωθηθεί ο διάλογος με σεβασμό και η δέσμευση, η Σαν Συμβούλιο της Νότιας Αφρικής (SCSA) και το Αστεροσκοπείο Ραδιοαστρονομίας της Νότιας Αφρικής (SARAO) υπέγραψε Μνημόνιο Συνεργασίας. Έκτοτε, η βασική υποστήριξη για το έργο έχει ανακοινωθεί από το Wajarri Yamaji (στα εδάφη του οποίου θα κατασκευαστεί το τηλεσκόπιο SKA-Low).
«Το SKAO θα είναι καλός γείτονας και θα συνεργαστεί με τους τοπικούς ενδιαφερόμενους φορείς, και ιδιαίτερα τις αυτόχθονες κοινότητες, για να διασφαλίσει ότι θα επωφεληθούν επίσης από το έργο SKA μαζί με άλλους ενδιαφερόμενους φορείς σε εθνικό και διεθνές επίπεδο», πρόσθεσε ο καθηγητής Diamond. «Σίγουρα σκοπεύουμε να παίξουμε τον ρόλο μας στη στήριξη των τοπικών κοινωνιών και στην τόνωση της τοπικής οικονομίας».
Όσον αφορά τις επιστημονικές ευκαιρίες, το SKA θα διεξάγει ένα ευρύ φάσμα παρατηρήσεων που θα αποφέρουν πολύτιμες επιστημονικές γνώσεις. Συγκεκριμένα, το SKA θα πραγματοποιήσει μερικές από τις πιο αυστηρές δοκιμές της Γενικής Σχετικότητας μέχρι σήμερα, όπου οι αστρονόμοι θα παρατηρήσουν πώς η διαδρομή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας μεταβάλλεται από την επίδραση των βαρυτικών πεδίων και την καμπυλότητα του χωροχρόνου.
Η ευαισθησία του SKA θα του επιτρέψει να παρατηρήσει τη φασματική γραμμή ακτινοβολίας που δημιουργείται από μια αλλαγή στην ενεργειακή κατάσταση των ουδέτερων ατόμων υδρογόνου - aka. ο Γραμμή υδρογόνου 21 cm . Αυτό σημαίνει ότι το SKA θα είναι σε θέση να τρυπήσει το πέπλο των κοσμικών «Σκοτεινών Χρόνων» όταν σχηματίστηκαν οι πρώτοι γαλαξίες. Θα επιτρέψει επίσης στους αστρονόμους να δουν πώς έχει εξελιχθεί έκτοτε η μεγάλης κλίμακας δομή του Σύμπαντος, παρέχοντας μια εικόνα του ρόλου της Σκοτεινής Ύλης και της Σκοτεινής Ενέργειας.
Το SKA θα επιτρέψει επίσης μερικές από τις πιο αυστηρές έρευνες στο Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) μέχρι σήμερα. Παραδοσιακά, η ραδιοαστρονομία ήταν το προτιμώμενο μέσο αναζήτησης σημαδιών τεχνολογικής δραστηριότητας (δηλαδή τεχνουπογραφές) και τα πολλαπλά τηλεσκόπια του SKA θα μπορούν να παρακολουθούν αστρικά συστήματα-στόχους σε διαφορετικές συχνότητες ραδιοκυμάτων για εκτεταμένες χρονικές περιόδους.
Τα τελευταία χρόνια, ο ενθουσιασμός για το SKA και τα κοσμικά μυστήρια που θα αποκαλύψει έχει αυξηθεί, και όχι μόνο στην επιστημονική κοινότητα. Στο ευρύ κοινό, το SKA θεωρείται ως μια εγκατάσταση επόμενης γενιάς που θα αντιμετωπίσει πολλά διαρκή μυστήρια του σύμπαντος. Και όπως τοΔιαστημικό τηλεσκόπιο James Webb(JWST), τοΕξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο(ELT), και πολλά άλλα, θα πρέπει να περιμένουμε μόνο μερικά χρόνια ακόμα προτού αρχίσουν να έρχονται οι επιστημονικές επιστροφές.
Περαιτέρω ανάγνωση: ΠΑΠΟΥΤΣΙΑ