Οι ελπίδες σβήνουν για την ανάσταση του διάσημου τηλεσκοπίου Arecibo του Πουέρτο Ρίκο

Πριν από σχεδόν δύο χρόνια, ένα από τα πιο εμβληματικά τηλεσκόπια στον κόσμο συνετρίβη πάνω του. Το τηλεσκόπιο Arecibo - που βρίσκεται στο Arecibo του Πουέρτο Ρίκο - ήταν το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο με ένα πιάτο στον κόσμο για το μεγαλύτερο μέρος της ύπαρξής του, πάνω από μισό αιώνα. Μια σειρά αστοχιών καλωδίων προκάλεσε την κατάρρευση της πλατφόρμας δέκτη 817 μετρικών τόνων του τηλεσκοπίου πάνω στο πιάτο από κάτω την 1η Δεκεμβρίου 2020, θέτοντας το τηλεσκόπιο εκτός λειτουργίας.

Την περασμένη εβδομάδα, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF) - το οποίο κατέχει και χρηματοδοτεί το Παρατηρητήριο Arecibo - ανακοίνωσε ότι δεν θα χρηματοδοτούσε την ανακατασκευή του τηλεσκοπίου. Ομοίως, το σχέδιο χρηματοδότησης του NSF δεν θα παρέχει «επιχειρησιακή υποστήριξη για την τρέχουσα επιστημονική υποδομή» στο Αστεροσκοπείο Arecibo, όπως το ραδιοτηλεσκόπιο 12 μέτρων ή τις εγκαταστάσεις του Lidar. Αντίθετα, το NSF ζητά προτάσεις από πανεπιστήμια ή άλλες ομάδες που θα μπορούσαν να ιδρύσουν ένα νέο κέντρο STEM (επιστήμης, τεχνολογίας, μηχανικής και μαθηματικών) εκπαίδευσης και προσέγγισης στο Arecibo με ετήσιο προϋπολογισμό 1 εκατομμυρίου $ ετησίως για πέντε χρόνια.

Πολλοί αστρονόμοι ήταν απογοητευμένοι —αλλά όχι έκπληκτοι— από την ανακοίνωση. «Γνωρίζαμε ότι το NSF επρόκειτο να λάβει μια σκληρή απόφαση…, αλλά περιμέναμε λίγο καλύτερα από αυτό», λέει ο Abel Méndez, πλανητικός αστροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Πουέρτο Ρίκο στο Arecibo. Ο Méndez δεν περίμενε ότι το τηλεσκόπιο Arecibo θα ξαναχτιζόταν, αλλά λέει ότι ήλπιζε ότι το αστεροσκοπείο θα συνέχιζε να λαμβάνει χρηματοδότηση για τα άλλα επιτόπια όργανα του.

Ωστόσο, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι το τηλεσκόπιο Arecibo ήταν το εμβληματικό όργανο του Αστεροσκοπείου Arecibo και αυτό που επέτρεψε στην τοποθεσία να ξεχωρίσει στην παγκόσμια σκηνή. Το τηλεσκόπιο κατασκευάστηκε σε μια φυσική καταβόθρα στα βορειοδυτικά του Πουέρτο Ρίκο, η οποία πρόσφερε την τέλεια γεωγραφία για να φιλοξενήσει το κυρτό, διαμέτρου 305 μέτρων ανακλαστήρα. Το τηλεσκόπιο Arecibo ολοκληρώθηκε το 1963 και για δεκαετίες ήταν το πιο ευαίσθητο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο.

Χάρη στην ικανότητά του να ανιχνεύει αχνά ραδιοσήματα, το τηλεσκόπιο Arecibo μπόρεσε να προωθήσει πολλούς τομείς της αστρονομίας. Ένας τέτοιος τομέας ήταν η αναζήτηση για εξωγήινη νοημοσύνη, ή SETI.

«Πιστεύω ότι είναι μάλλον δίκαιο να πούμε ότι, ιστορικά μιλώντας, το τηλεσκόπιο Arecibo ήταν το πιο σημαντικό ραδιοτηλεσκόπιο για το SETI, την περίοδο εκείνη», λέει ο Andrew Siemion, διευθυντής του Berkeley SETI Research Center. Ο Siemion εξηγεί ότι μεγάλο μέρος της πρώιμης έρευνας του τηλεσκοπίου Arecibo επικεντρώθηκε στη μελέτη της ατμόσφαιρας και της ιονόσφαιρας της Γης, αλλά ο αείμνηστος αστρονόμος Frank Drake πίεσε για την επέκταση των ραδιοφωνικών του δυνατοτήτων - εν μέρει για να σαρώσει τους ουρανούς για πιθανά σήματα εξωγήινων. Εκτός από την προσπάθεια ανίχνευσης μηνυμάτων, το τηλεσκόπιο Arecibo έστειλε περίφημα ένα δικό του το 1974. Αυτό το "μήνυμα Arecibo", που σχεδιάστηκε από τον Drake, θα μπορούσε να αποκωδικοποιηθεί σε μια απλή εικόνα pixel-art που παρέχει βασικές πληροφορίες για τη ζωή στη Γη.

Εκτός από τη συνεισφορά του στο SETI, το τηλεσκόπιο Arecibo χρησιμοποιήθηκε για τον εντοπισμό των πρώτων επιβεβαιωμένων εξωπλανητών. Παρατηρώντας το ραδιοπάλσαρ PSR B1257+12 του χιλιοστού του δευτερολέπτου, το γιγάντιο πιάτο αποκάλυψε μικρές αποκλίσεις στους ραδιοπαλμούς του ταχέως περιστρεφόμενου άστρου, προδίδοντας την παρουσία τουλάχιστον δύο πλανητών, και οι δύο μόλις λίγες φορές μεγαλύτεροι από τη Γη. Αυτοί οι πλανήτες ανακοινώθηκαν από τους αστρονόμους Aleksander Wolszczan και Dale Frail το 1992.

Οι ραδιοπαρατηρήσεις του τηλεσκοπίου Arecibo συνεχίστηκαν μέχρι την κατάρρευσή του το 2020. «Είναι εξαιρετικό —ίσως άνευ προηγουμένου— ένα ραδιοτηλεσκόπιο να παραμένει τόσο παραγωγικό όσο τόσο καιρό», λέει ο Frail, ο οποίος εργάζεται στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Ραδιοαστρονομίας.

Ωστόσο, στα τελευταία χρόνια του, το τηλεσκόπιο Arecibo άρχισε να απορρίπτεται από πολλούς αστρονόμους ραδιοφώνου. "Έχει γίνει μια κίνηση προς τα πολυστοιχειακά τηλεσκόπια - κατασκευάζοντας μεγάλα τηλεσκόπια με πολλά μικρά κομμάτια", εξηγεί ο Siemion. Αντί να μπείτε στον κόπο να κατασκευάσετε ραδιοτηλεσκόπια με μεμονωμένα, ογκώδη πιάτα, έχει γίνει ευκολότερο και πιο αποτελεσματικό να δημιουργηθούν συστοιχίες μικρότερων τηλεσκοπίων που λειτουργούν σε συνδυασμό, λέει.

Αυτό δεν σημαίνει ότι τα τεράστια ραδιοτηλεσκόπια ενός πιάτου έχουν εγκαταλειφθεί εντελώς. Το 2016 η Κίνα παρουσίασε το σφαιρικό τηλεσκόπιο με διάφραγμα πεντακοσίων μέτρων (FAST), το οποίο εκθρόνισε το Arecibo ως το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο ενός πιάτου στον κόσμο. Αν και οι συστοιχίες πολλαπλών πιάτων είναι πιο περίπλοκες από ορισμένες απόψεις, είναι επίσης αντίστοιχα πιο λειτουργικά ευέλικτες και έχουν γίνει έτσι η προτίμηση για τους περισσότερους σύγχρονους αστρονόμους ραδιοφώνου. Σήμερα τέτοιες συστοιχίες μπορούν να βρεθούν σε όλο τον κόσμο.

«Λυπάμαι που βλέπω το τηλεσκόπιο του Arecibo να ακολουθεί τον τρόπο με τόσα άλλα ραδιοτηλεσκόπια στο παρελθόν», λέει ο Frail, «καθώς όλα έπρεπε να ανοίξουν τον δρόμο για νεότερα, πιο ισχυρά τηλεσκόπια».

Ωστόσο, το τηλεσκόπιο Arecibo δεν ήταν απλώς ένα ραδιοτηλεσκόπιο. Ήταν επίσης ένα τηλεσκόπιο ραντάρ, ικανό να μεταδίδει ισχυρές ακτίνες σε αντικείμενα του ηλιακού συστήματος. Μόλις αντανακλώνται πίσω στο πιάτο, αυτές οι δέσμες επέτρεψαν στους ερευνητές να μετρήσουν με ακρίβεια τα μεγέθη, τις περιστροφές, τις επιφάνειες και πολλές άλλες ιδιότητες των αντικειμένων. Τέτοιοι ανιχνευτές ραντάρ έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα ζωτικής σημασίας για τη μελέτη δυνητικά απειλητικών για τη Γη αστεροειδών.

Τα δεδομένα ραντάρ από το τηλεσκόπιο Arecibo «χρησιμοποιήθηκαν για να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε το εύρος των φυσικών ιδιοτήτων που θα μπορούσαν να έχουν οι αστεροειδείς κοντά στη Γη και το εύρος των καταστάσεων για τις οποίες μπορεί να χρειαστεί να είμαστε προετοιμασμένοι», λέει ο Andy Rivkin, πλανητικός αστρονόμος στο Johns Hopkins. Πανεπιστήμιο. Ο Rivkin σημειώνει ότι το τηλεσκόπιο Arecibo βοήθησε τους επιστήμονες να σχεδιάσουν την αποστολή Double Asteroid Redirection Test (DART) της NASA - την προσπάθεια του οργανισμού να χτυπήσει έναν αστεροειδή από την πορεία του, την οποία βοήθησε ο Rivkin να οδηγήσει. Πριν από την εκτόξευση της αποστολής, το τηλεσκόπιο Arecibo συνέλεξε ακριβή δεδομένα ραντάρ για το σχήμα και το μέγεθος του αστεροειδούς Δίδυμου και για το μέγεθος και την τροχιά του σεληνιού του Δίμορφου, λέει ο Rivkin, κάτι που βοήθησε τη NASA να χτυπήσει με επιτυχία το Dimorphos στις 26 Σεπτεμβρίου.

"Το Arecibo εξακολουθούσε να παράγει σημαντικά δεδομένα για την επιστήμη των αστεροειδών τη στιγμή της κατάρρευσής του και δεν υπάρχει αντικατάσταση των ειδικών δυνατοτήτων του για μελέτες ραντάρ υψηλής ανάλυσης", λέει ο Rivkin.

Μετά την κατάρρευση του τηλεσκοπίου Arecibo, το NSF βρέθηκε αντιμέτωπο με μερικές επιλογές:να ξαναχτίσετε το τηλεσκόπιο όπως ήταν, να το ξαναχτίσετε με κάποιο αναβαθμισμένο τρόπο ή να μην το ξαναχτίσετε καθόλου. Οι δύο πρώτες επιλογές είχαν προβλέψει τιμές πολλών εκατοντάδων εκατομμυρίων δολαρίων. (Κόστισε 30 έως 50 εκατομμύρια δολάρια μόνο για τον καθαρισμό της κατάρρευσης, σύμφωνα με μια εκτίμηση της NSF.) Προτιμώντας να ξοδέψει τον προϋπολογισμό του σε άλλες εγκαταστάσεις που πολλοί αστρονόμοι έκριναν πιο επιθυμητές και βιώσιμες, το NSF επέλεξε να μην ξαναχτίσει το τηλεσκόπιο.

Μεγάλο μέρος των δυνατοτήτων ραδιοαστρονομίας «που χάθηκαν ως αποτέλεσμα της κατάρρευσης [του τηλεσκοπίου] μπορούν να ανακτηθούν μέσω πρόσθετων επενδύσεων σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις και μέσω διεθνών συνεργασιών», έγραψε ένας εκπρόσωπος του NSF σε ένα e-mail στο Scientific Αμερικανός . Όσον αφορά τα ραντάρ, «η NSF δέσμευσε τη NASA και άλλους ομοσπονδιακούς εταίρους για να διερευνήσουν τις ανάγκες επίγειων ραντάρ επόμενης γενιάς».

Όσον αφορά τις προτάσεις για ένα νέο κέντρο εκπαίδευσης STEM και προσέγγισης στο Arecibo που θα παρουσιάσει ο οργανισμός, «Το NSF αναγνωρίζει την επιστημονική, εκπαιδευτική, ιστορική, πολιτιστική και οικονομική σημασία του Αστεροσκοπείου Arecibo για το Πουέρτο Ρίκο και την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα και εστιάζει στην αξιοποίηση του απίστευτου εκπαιδευτικού δυναμικού STEM της εγκατάστασης», έγραψε ο εκπρόσωπος του NSF. Δεν είναι ακόμη σαφές πώς αυτό το εκπαιδευτικό κέντρο θα ενσωματώσει το υπάρχον κέντρο επισκεπτών του παρατηρητηρίου, το οποίο ήδη τρέχει εκπαιδευτικά προγράμματα προβολής.

Ο Méndez χαίρεται που το NSF αποφάσισε να επενδύσει στην τοπική εκπαιδευτική προσέγγιση, αλλά τονίζει ότι η ικανότητα για έρευνα αιχμής στην αστρονομία στο νησί είναι πιθανώς ακόμη πιο κρίσιμη για τη δημιουργία περισσότερων Πορτορικανών επιστημόνων. Όταν ήταν ακόμη λειτουργικό, οι επισκέψεις στο τηλεσκόπιο Arecibo ενέπνευσαν πολλούς ντόπιους μαθητές να ακολουθήσουν μια καριέρα στο STEM - και συγκεκριμένα στην αστρονομία - λέει ο Méndez. Όταν ο ίδιος ο Méndez ήταν νεότερος, ήξερε ήδη ότι ήθελε να σπουδάσει αστρονομία, αλλά η επίσκεψη στο τηλεσκόπιο Arecibo «του έδωσε αυτοπεποίθηση», λέει. "Έχοντας αυτό το τεράστιο, σημαντικό αστρονομικό μέρος κοντά με έκανε να νιώσω ότι περιλαμβάνομαι" στην αστρονομική κοινότητα, εξηγεί.

Ο Méndez ελπίζει ότι ο νικητής της επιχορήγησης 5 εκατομμυρίων δολαρίων του NSF για την ίδρυση ενός εκπαιδευτικού κέντρου θα συγκεντρώσει ανεξάρτητα πρόσθετα κεφάλαια για την υποστήριξη ορισμένων από τα λειτουργικά ερευνητικά όργανα της τοποθεσίας, συμπεριλαμβανομένου του ραδιοτηλεσκοπίου 12 μέτρων, του ηλιακού ραδιοφασματόμετρου και της εγκατάστασης Lidar. , το οποίο χρησιμοποιεί λέιζερ για να ανιχνεύσει την ανώτερη ατμόσφαιρα.

Προς το παρόν, ωστόσο, δεν είναι σαφές εάν το Παρατηρητήριο Arecibo θα συνεχίσει να λειτουργεί ως ερευνητικός χώρος με οποιαδήποτε ιδιότητα. Το παρατηρητήριο απασχολεί επί του παρόντος περισσότερους από δώδεκα επιτόπιους επιστήμονες, οι οποίοι δεν ήταν διαθέσιμοι να σχολιάσουν την ανακοίνωση του NSF. Απασχολεί επίσης μηχανικούς, οι οποίοι διατηρούν λειτουργικά τα υπάρχοντα όργανα, και δεκάδες άλλα μέλη του προσωπικού, από φύλακες εδάφους έως εργάτες συντήρησης κτιρίων. "Οι περισσότεροι από αυτούς τους ανθρώπους θα μείνουν χωρίς δουλειά", λέει ο Méndez.

«Η NSF είναι ευγνώμων στους σημερινούς και προηγούμενους υπαλλήλους του Παρατηρητηρίου Arecibo, οι οποίοι ήταν αναπόσπαστο κομμάτι της εξαιρετικής δουλειάς στον χώρο», έγραψε ο εκπρόσωπος του NSF. Ο οργανισμός επεκτείνει την τρέχουσα χρηματοδότηση του παρατηρητηρίου κατά έξι επιπλέον μήνες έως τον Σεπτέμβριο του 2023 «για να παρέχει επιπλέον χρόνο για την υποστήριξη της μετάβασης στο προτεινόμενο νέο Κέντρο».

Προς το παρόν, το ακριβές μέλλον του Παρατηρητηρίου Arecibo παραμένει αβέβαιο. Ωστόσο, εκτός μιας τεράστιας εκστρατείας συγκέντρωσης κεφαλαίων ή μιας συντονισμένης ώθησης προς το Κογκρέσο, λέει ο Méndez, είναι απίθανο ότι κάτι σαν το τηλεσκόπιο Arecibo θα ξαναχτιστεί ποτέ στο Πουέρτο Ρίκο.

«Το Arecibo κατέχει μια πολύ ιδιαίτερη θέση στις καρδιές πολλών αστρονόμων», λέει ο Siemion. «Αν και ίσως ήταν μια αναμενόμενη μέρα, ωστόσο είναι μια θλιβερή μέρα. Είναι σίγουρα το τέλος μιας εποχής."