Observatoř Arecibo: Hlídání asteroidů a čekání na ET

Foto: Arecibo Observatory/Openverse

Observatoř Arecibo, která se nachází v Portoriku, byla až do svého náhlého kolapsu 1. prosince 2020, druhým největším radioteleskopem na světě, píše SPACE. Úchvatné Arecibo bylo ikonické jak pro svou vědu, tak pro svůj vzhled, protože zahrnovalo plošinu zavěšenou vysoko nad gigantickou radiovou anténou, tyčící se z tropického lesa. 

Arecibo přispělo ohromujícím katalogem astronomických prací, včetně příspěvků, které vedly ke dvěma Nobelovým cenám, během půlstoletí provozu. Nejznámější je však pravděpodobně tím, že je místem obrovské zprávy o hledání mimozemské inteligence (SETI) zaměřené na kulovou hvězdokupu M13 v roce 1974.

Kromě vědecké práce bylo Arecibo dějištěm vrcholného boje ve filmu „GoldenEye“ z roku 1995 o Jamesi Bondovi s Piercem Brosnanem v hlavní roli. Objevil se také ve filmu „Kontakt“ z roku 1997 založeném na románu Carla Sagana.

V únoru 2018 Národní vědecká nadace (NSF) – která poskytovala většinu financování observatoře od 70. let – oznámila, že v následujících pěti letech sníží svůj roční příspěvek z 8 milionů dolarů na 2 miliony. V dubnu 2018 převzala vedení a provoz observatoře Univerzita střední Floridy v Orlandu.

Arecibo to nikdy tak dlouho nevydrželo. 1. prosince 2020 se vědecká platforma radioteleskopu zhroutila poté, co Národní vědecká nadace rozhodla, že zařízení je příliš nejisté na opravu. Vědci z celého světa, ale zejména portoričtí astronomové, truchlili nad její ztrátou, ale odborníci tvrdí, že ztráta observatoře byla nevyhnutelná vzhledem k nedávnému nedostatku financí na vědeckou infrastrukturu.

OD VOJENSKÉ OBSERVATOŘE K CIVILNÍ ASTRONOMII

První funkcí Areciba mělo být studium ionosféry, oblasti horní atmosféry, které je důležité porozumět pro správný přenos rádiových signálů, podle informačního listu NSF. Agentura pro pokročilé výzkumné projekty (dnešní DARPA) se zajímala o tento region, aby podpořila projekty protiraketové obrany, což znamenalo, že observatoř přitahovala vojenské financování od Úřadu námořního výzkumu a amerického letectva (protože vesmírné síly tehdy ještě nebyly vytvořeny).

Dalekohled řízený letectvem byl posvěcen v roce 1963 a oslavován jako největší radioteleskop na světě, ale během několika krátkých let již čelil problémům s financováním, protože rozpočet na výzkum ARPA se zmenšil. NSF souhlasila s tím, že se v roce 1967 stane správcem Areciba, a výzkum se přesunul do civilního sektoru a astronomie.

NASA vstoupila na palubu v roce 1971 prostřednictvím dohody o sdílení nákladů s NSF, což umožnilo zabrousit parabolický reflektor a přidat další radarové zařízení. Partneři přinesli novou kopuli a druhou řadu pro ionosférický radar v roce 1997. V těchto desetiletích NSF napsal: „Arecibo se stalo mocným nástrojem pro vědecký výzkum zaměřený na ionosférickou fyziku, radar a radioastronomii a aeronomii.“

Když dalekohled dokončil svou práci, Arecibo bylo součástí Národního centra astronomie a ionosféry. Národní vědecká nadace měla dohodu o spolupráci se třemi subjekty, které provozovaly Arecibo: SRI International, Universities Space Research Association a Metropolitní univerzita v Portoriku (UMET).

Reflexní parabola měla průměr 1 000 stop (305 metrů), hloubku 167 stop (51 m) a pokrývá plochu asi 20 akrů (81 000 metrů čtverečních). Trojúhelníková plošina byla zavěšena 450 stop (137 m) nad miskou třemi betonovými věžemi. Platforma držela azimutové rameno, kopuli obsahující dva subreflektory a sadu antén, které bylo možné naladit na úzké pásmo frekvencí.

Arecibo byl největším radioteleskopem až do července 2016, kdy Čína dokončila obří parabolu pětisetmetrového sférického dalekohledu (FAST). Tato miska – velikost 30 fotbalových hřišť – je široká 1 650 stop (503 m).

KLÍČOVÉ OBJEVY

Arecibo vyslalo v roce 1974 do vesmíru obrazovou zprávu, která mířila na M13 — kulovou hvězdokupu. Než se tam zpráva dostane, bude to nějakou dobu trvat, protože M13 je asi 21 000 světelných let daleko.

Podle SETI je vysílání zhruba stejné jako všesměrové vysílání o výkonu 20 bilionů wattů. Jednoduše řečeno, vysílání by bylo viditelné téměř jakýmkoli přijímačem v galaxii, který je přibližně stejně velký jako anténa v Arecibu.

„Přeložili jsme radiofrekvenční zprávu do kolísavého zvukového tónu, který byl vysílán přes reproduktory při ceremonii. Když [tón] zazněl, velká část publika spontánně vstala, vyšla ze stanu a zadívala se na dalekohled.“ připomněl minulý ředitel Areciba Harold Craft v tiskové zprávě Cornell University z roku 1999 k 25. výročí.

V následujících desetiletích SETI toto poselství vytrubovalo jako významný krok k tomu, aby pomohl porozumět výzvám komunikace s mimozemšťany. „Ačkoli je nepravděpodobné, že by toto krátké šetření někdy vyvolalo odpověď, experiment byl užitečný v tom, že nás přiměl trochu se zamyslet nad obtížemi komunikace napříč prostorem, časem a pravděpodobně velkou kulturní propastí,“ napsalo SETI na svém webu.

SLEDOVÁNÍ ASTEROIDŮ, EXOPLANET

Arecibo bylo často používáno pro hledání asteroidů, které se pohybovaly blízko Země. Observatoř se zaměřila na ty, které by mohly představovat nebezpečí pro planetu, a snažila se přesně změřit jejich velikosti a odhadnout potenciální dopad, který by mohly mít. (Samozřejmě neexistují žádné bezprostřední hrozby, ale vědci pokračují v hledání pro každý případ.)

V roce 2013 například observatoř sledovala přílet asteroidu 2012 DA14, který proletěl ve vzdálenosti 27 000 kilometrů od Země. Byl to těsný průlet, ale NASA zdůraznila, že asteroid prošel kolem v bezpečné vzdálenosti.

Kromě výzkumu asteroidů bylo Arecibo také místem Planetary Habitability Laboratory na University of Puerto Rico v Arecibu. Skupina má katalog obyvatelných planet , který sleduje počet cizích světů v jiných slunečních soustavách, které by se mohly nacházet v zóně Zlatovlásky nebo v oblasti, která není příliš horká nebo studená pro život, příslušných hvězd.

HURIKÁN MARIA: ZAČÁTEK KONCE

20. září 2017 hurikán Maria zpustošil ostrov Portoriko a poškodil observatoř Arecibo. Bouře kategorie 4 zabila stovky lidí a způsobila rozsáhlé výpadky elektřiny, které trvaly měsíce. Napájení na hvězdárně bylo obnoveno 9. prosince 2017.

Nejvýznamnější poškození bylo na 96stopé (29 metrů) „linkové“ anténě, která byla zavěšena nad radiovou anténou. Během hurikánu se odlomil a při pádu prorazil talíř pod ním. Federální zákon o výdajích schválený v únoru 2018 s cílem poskytnout pomoc Portoriku vyčlenil 16,3 milionu dolarů na opravu observatoře Arecibo.  

„Nouzové opravy, které vyžadovaly okamžitou pozornost, jako je záplatování střech a oprava elektrických přívodů, probíhají od května poté, co místo získalo finanční prostředky na pomoc při hurikánu,“ uvedla University of Central Florida v prohlášení vydaném v srpnu 2018. „Další opravy , které bude vyžadovat více času a odbornost bude dokončena co nejdříve.“

VYŘAZENÍ Z PROVOZU A KOLAPS

Dne 10. srpna 2020 selhal jeden z masivních kabelů podporujících vědeckou platformu radioteleskopu observatoře Arecibo a v radiové anténě pod ním zůstala 100 stop dlouhá šrám. Ačkoli v té době byli vědci ohledně potenciálních oprav optimističtí, 6. listopadu 2020 praskl další kabel , takže věže a plošina byly příliš nestabilní na opravu.

Foto: University of Central Florida

To bylo, když 19. listopadu 2020 NSF prohlásila observatoř za ztrátovou. Vědci truchlili nad koncem ikonické stavby, zejména portoričtí astronomové. Jedna portorická vědkyně, Emily Alicea-Muñoz, řekla, že je to bod hrdosti ostrova. „Možná jsme malý ostrůvek uprostřed Karibiku,“ řekla, „ale dokážeme udělat velkou vědu.“ 

Odborníci jako Raquel Velho tvrdí, že ztráta observatoře byla nevyhnutelná vzhledem k nedávnému nedostatku financí na vědeckou infrastrukturu. V únoru 2022 bylo v této záležitosti zahájeno nové vyšetřování, aby se zjistilo, jaké další faktory, pokud vůbec nějaké, způsobily náhlý pád. Zatímco vědci stále doufali, že bude postavena nová observatoř, NSF v říjnu 2022 oznámila, že finanční prostředky nejsou k dispozici, aby se tak stalo, ačkoli plánují umístit na slavné místo vzdělávací instituci.

„Báli jsme se, že by to mohlo být ještě horší než tohle, že by mohli říct: ‚OK, prostě všechno zavři‘,“ Abel Méndez, astronom z University of Puerto Rico v Arecibu, který použil dalekohled při svém výzkumu a výuce. , řekl Space.com, když byla zpráva oznámena. „Ale mé konkrétní naděje byly vyšší.“

DĚDICTVÍ ARECIBA

Zatímco Arecibo samotné již není funkční, jeho data budou vždy přístupná prostřednictvím archivu a umožní vědcům objevovat neomezeně dlouho. Dalekohled shromáždil 57 let údajů o pulsarech, asteroidech, galaxiích, planetách a mnoha dalších zajímavých objektech kolem sluneční soustavy a vesmíru jako celku.

Dopad ztráty Areciba byl pociťován po celém světě. A nejen ze strany výzkumníků, protože observatoř se stala „silně symbolickou, téměř posvátnou“ pro ty, kterých se zařízení dotklo, tvrdí vědecká spisovatelka Nadia Drake. Drakeova rodina byla zapojena do výzkumu Areciba po celá desetiletí, zejména díky práci jejího otce Franka na projektu Ozma.

V prezentaci v roce 2021 na 52. konferenci o lunárních a planetárních vědách (LPSC) přednášející napsali, že Arecibo zanechalo „nesmazatelnou stopu v planetární vědě, radioastronomii a vesmírných a atmosférických vědách“, a vyjádřili smutek kolem jeho kolapsu v toužebném duchu. haiku: „Služba za šest desetiletí / Arecibův dalekohled / Ztraceno, nezapomenuto.“

---

REFERENCE

Observatoř Arecibo. (nd) https://www.naic.edu/ao/landing 

Cornell Chronicle. (1999, 12. listopadu.) „Je to 25. výročí prvního pokusu Země o telefonování ET“ https://news.cornell.edu/stories/1999/11/25th-anniversary-first-attempt-phone-et-0 

Drake, Nadia. (2021, 11. ledna) „Proč je ztráta ikonického radioteleskopu bolestně osobní.“ Národní geografie. https://www.nationalgeographic.com/science/article/why-the-loss-of-an-iconic-radio-telescope-is-painfully-personal 

Gonzalez Kotala, Zenaida. (2018, 14. srpna) „Observatoř Arecibo získá upgrade za 5,8 milionu dolarů za účelem rozšíření zobrazení.“ University of Central Florida. https://www.ucf.edu/news/arecibo-observatory-get-5-8-million-upgrade-expand-view/ 

Národní vědecká nadace. (nd) „Arecibo: Fakta a čísla.“ https://www.nsf.gov/news/special_reports/arecibo/Arecibo_Fact_Sheet_11_20.pdf 

Národní vědecká nadace. (2022). „Observatoř Arecibo: Mediální zdroje.“ https://www.nsf.gov/news/special_reports/arecibo/ 

Institut SETI. (2022.) „Poselství z Areciba.“ https://www.seti.org/seti-institute/project/details/arecibo-message 

Institut SETI. (2022.) „Projekt Ozma.“ https://www.seti.org/project-ozma 

Taylor, PA a Rivera-Valentin, EG „The Legacy of Arecibo Observatory in Planetary Science and Beyond.“ 52. konference Lunar and Planetary Science Conference 2021 (Příspěvek LPI č. 2548). https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2021/pdf/2179.pdf