Astronomia submilimetrowa pomaga w badaniu Wszechświata
Zakres fal submilimetrowych (sub-mm) umożliwia badanie kosmicznych obiektów i materii, które nie są widoczne w zakresie innych długości fal. Chodzi głównie o obserwacje zimnego, gęstego gazu molekularnego, z którego zbudowane są gwiazdy, a także występującego w różnych skalach pyłu pochłaniającego światło optyczne i ultrafioletowe. „Obserwacje prowadzone w zakresie fal submilimetrowych pozwalają nam na badanie tych regionów Wszechświata, z których rodzą się nowe gwiazdy”, wyjaśnia Claudia Cicone z Uniwersytetu w Oslo w Norwegii, koordynatorka projektu AtLAST. „Pozwalają nam one również na precyzyjne pomiary położenia bardzo odległych galaktyk i określanie ich cech fizycznych”.
Obserwatorium astronomiczne nowej generacji
Z myślą o rozwoju dziedziny, jaką jest astronomia submilimetrowa, uruchomiono inicjatywę AtLAST, w ramach której powstał projekt 50-metrowego teleskopu nowej generacji – o pojedynczej czaszy oraz szerokim polu widzenia wynoszącym 2 stopnie. Zostanie on zbudowany na płaskowyżu Chajnantor w północnym Chile, przy czym głównym źródłem jego zasilania ma być energia ze źródeł odnawialnych. „Jedną z trudności było znalezienie sposobu na dostarczenie energii odnawialnej do infrastruktury położonej na wysokości 5 000 m n.p.m. na odległym pustynnym obszarze”, mówi Cicone. „Wymagało to ustalenia konkretnego zapotrzebowania na energię, a także zrozumienia innych kwestii, takich jak surowe warunki panujące na miejscu, metody magazynowania energii, zużycie zasobów oraz potrzeba współpracy z mieszkańcami miasta San Pedro de Atacama”. Zatem jednym z głównych elementów projektu stał się dialog z miejscową ludnością. „Współpracowaliśmy z konsorcjum finansowanego ze środków UE projektu RENAISSANCE, aby przyjrzeć się bliżej możliwości współdzielenia infrastruktury systemu energetycznego i know-how projektu AtLAST ze społecznością San Pedro de Atacama i z innymi obserwatoriami na płaskowyżu Chajnantor”, dodaje Cicone.
Efektywność energetyczna, zależność od zasobów i zużycie wody
W ramach tej inicjatywy opracowano innowacyjny i ambitny projekt komponentów optycznych i mechanicznych przeznaczonych dla obserwatorium AtLAST. Dzięki zbudowaniu nowego obiektu astronomowie będą mogli korzystać z pionierskiego teleskopu, który pomoże im w znalezieniu odpowiedzi na niektóre z najbardziej palących pytań dotyczących Wszechświata. „Znaleźliśmy również dwie potencjalne lokalizacje na płaskowyżu Chajnantor”, zaznacza Cicone. „W obu lokalizacjach zainstalowaliśmy wieże meteorologiczne o wysokości 24 metrów, co umożliwia jednoczesne pomiary zarówno prędkości, jak i porywów wiatru, które mogą mieć wpływ na konstrukcję teleskopu. Preferowana lokalizacja znajduje się na terenie parku astronomicznego na pustyni Atakama (Atacama Astronomical Park)”. Wśród pozostałych wyników projektu należy wymienić opracowanie planu operacyjnego. Podstawą tego planu były wnioski i doświadczenia płynące z eksploatacji podobnych infrastruktur, takich jak Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), obecnie największy teleskop submilimetrowy na świecie. W odniesieniu do kwestii zaopatrzenia w energię stwierdzono, że korzystanie przede wszystkim z energii słonecznej pozwoliłoby zmniejszyć koszty o nawet 40 % w porównaniu z zasilaniem wyłącznie za pomocą agregatów prądotwórczych z silnikiem wysokoprężnym. Co jednak istotne, wykorzystanie w niewielkim zakresie agregatów dieslowych pomogłoby zmniejszyć zużycie zasobów mineralnych i wody o około jedną czwartą.
Przełomowe badania i zrównoważony rozwój
Prace te są kontynuowane w ramach projektu AtLAST2, nowej inicjatywy finansowanej ze środków UE. „Projekt ten będzie realizowany przez konsorcjum o znacząco poszerzonym składzie, obejmującym kluczowych nowych partnerów z Europy, Japonii i Afryki”, zauważa Cicone. Celem tych prac jest zwiększenie gotowości technicznej szeregu elementów konstrukcyjnych teleskopu AtLAST i jego systemu energetycznego, a także rozszerzenie bazy użytkowników obiektu AtLAST. Ponadto infrastruktura zostanie poddana pełnej ocenie cyklu życia z myślą o zmniejszeniu jej wpływu na środowisko. „Realizacja projektu AtLAST pokazała, że dążenie do przełomowych odkryć naukowych może iść w parze z bardziej zrównoważonym podejściem”, dodaje Cicone. „Zrównoważony rozwój oznacza również zrozumienie potrzeb i priorytetów lokalnych społeczności dzięki angażowaniu ich w proces podejmowania decyzji”.
Słowa kluczowe
AtLAST, wszechświat, astronomia, teleskop, Chile, Atakama