L’universo viene gradualmente svelato grazie all’attuale generazione di grandi telescopi ottici, che arrivano fino al momento del Big Bang. C’è speranza che i misteri della materia oscura e dell’energia oscura vengano risolti. Sono stati scoperti migliaia di esopianeti e gli astronomi potrebbero essere vicini alla prima individuazione della vita oltre la Terra.
Tuttavia, le osservazioni nella frontiera cosmica coinvolgono obiettivi estremamente deboli e gli astronomi sono sempre affamati di più luce. Per nelle zone sconosciute dell’universo, la prossima generazione di telescopi giganti a terra e in orbita costerà ciascuno miliardi di dollari. I prezzi elevati stanno portando a una collisione tra aspirazioni scientifiche e realtà fiscali.
I costi in base al diametro
Per gran parte della storia dell’astronomia il costo del telescopio era basato sul diametro dello specchio. Di preciso il costo era pari al diametro del telescopio elevato alla potenza 2,8. Ciò significa che se le dimensioni raddoppiano, il costo aumenta di sette volte. Se le dimensioni triplicano, il costo aumenta di ventidue volte. Molti infatti dubitavano che sarebbe mai stato costruito un telescopio più grande del Palomar da 5 metri.
Negli ultimi quattro decenni, tuttavia, i costi dei telescopi sono aumentati a un ritmo minore con l’aumentare delle dimensioni, rompendo la precedente curva dei costi. L’innovazione che portò a questo cambiamento furono gli specchi più sottili e leggeri. Inoltre la struttura a mosaico di specchi più piccoli abbinati all’utilizzo di ottiche più veloci hanno portato a telescopi più compatti. Grazie a queste innovazioni, tra il 1993 e il 2006, furono costruiti sedici telescopi con diametro compreso tra 6 e 12 metri.
Telescopi sempre più grandi
La prossima generazione di grandi telescopi ottici avrà una potenza di raccolta della luce 100 volte superiore e una qualità dell’immagine 10 volte superiore a quella del telescopio spaziale Hubble. Tuttavia, questi progetti stanno incontrando alcune difficoltà. I due progetti più avanzati sono guidati dagli americani con partner internazionali. Il primo, Thirty Meter Telescope (TMT), utilizza un design con 492 segmenti di specchio. L’opposizione dei nativi hawaiani alla costruzione di un altro grande telescopio sul Mauna Kea, ne sta rallentando la realizzazione. Un altro progetto, il Giant Magellan Telescope (GMT), combina sette specchi da 8,4 metri per creare un’apertura effettiva di 25 metri.
Il GMT e un altro grande telescopio in costruzione in Cile, l’Osservatorio Rubin, stanno affrontando costi sempre crescenti. La colpa è della pandemia, dell’inflazione e dei problemi della catena di approvvigionamento. TMT e GMT costeranno ciascuno circa 3 miliardi di dollari. Entrambi hanno un sostegno filantropico, ma fanno affidamento anche sui finanziamenti federali. Per un certo periodo, la National Science Foundation (NSF) ha sostenuto entrambi i progetti. Ma recentemente, il National Science Board ha fissato un tetto di 1,6 miliardi di dollari al sostegno federale per i grandi telescopi e ha concesso alla NSF fino a maggio per decidere quale progetto sostenere.
Al contrario, i progetti dei grandi telescopi ottici europei europei se la passano bene. L’Extremely Large Telescope (ELT) è il terzo telescopio, attualmente in costruzione in Cile. L’ELT non deve affrontare ostacoli finanziari poiché è stato costruito dall’Osservatorio Europeo Australe, che è finanziato da un trattato intergovernativo. Con i suoi 39 metri di diametro, l’ELT è il più grande dei tre telescopi e sarà completato per primo, nel 2028.
Il telescopio che divorò l’astronomia
I telescopi spaziali invece costano mille volte di più per chilogrammo rispetto ai telescopi terrestri, ma valgono il loro prezzo elevato. Questi hanno il vantaggio dell’oscurità totale di un ambiente spaziale. Inoltre possono osservare indisturbatamente raggi gamma, la luce ultravioletta e la radiazione infrarossa, che non vengono intercettati a causa dell’atmosfera, dai telescopi terrestri. Uno di questi, il telescopio spaziale Hubble, ha registrato un costo totale di 16 miliardi di dollari. Il più recente, il James Webb Space Telescope della NASA, ha dovuto affrontare ritardi e sfide tecniche e il suo budget è salito a 5 miliardi di dollari. Per questa ragione si è guadagnato il soprannome del telescopio che divorò l’astronomia. Al momento del suo lancio nel 2021, il prezzo era raddoppiato arrivando a 10 miliardi di dollari.
La NASA ha altre entusiasmanti missioni in cantiere. Il Roman Space Telescope, con uno specchio di 2,4 metri ma un campo visivo cento volte superiore a quello di Hubble, che costerà probabilmente oltre 3 miliardi di dollari. L’ Habitable Worlds Observatory, progettato per studiare le atmosfere dei pianeti simili alla Terra alla ricerca di tracce di biologiche ha un costo superiore ai 11 miliardi di dollari . Queste missioni dei telescopi spaziali incidono pesantemente sul budget della NASA che è in calo da vent’anni. Ma il settore privato potrebbe venire in soccorso. La Starship di SpaceX potrebbe essere utilizzata per lanciare uno specchio di 6,5 metri intero, evitando i complicati e costosi impacchettamenti usati per James Webb. Anche in questo caso particolari innovazioni tecnologiche potrebbero ridurre il costo (rif.) dei telescopi spaziali, proprio come in passato abbiamo fatto per quelli terrestri.
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