science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe vertragingen bij missies jonge astronomen pijn doen

De ALMA-array op het Chajnantor-plateau in Chili is de grootste radiotelescoop ter wereld, duurde meer dan een decennium om te bouwen, en kostte 1,4 miljard dollar. Bron:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Garnier (ALMA)

Terug in oude tijden, het beroep van astronoom was een vrij exclusieve club. Of je moest zo rijk en zo verveeld zijn dat je kon ontwerpen, bouwen, en uw eigen privé-observatorium exploiteren, of je moest een rijke en verveelde vriend hebben die je kosmische nieuwsgierigheid voor je kon financieren. Daarentegen, de moderne observatoria van vandaag zijn veel democratischer, het aanbieden van een schat aan sappige wetenschappelijke informatie voor onderzoekers over de hele wereld. Maar die gemakkelijke toegang heeft zijn eigen prijs:je krijgt het instrument niet helemaal voor jezelf, en dat is een uitdaging voor jonge wetenschappers en hun onderzoek.

Wat waar was in 1618, is nog steeds waar in 2018:als je het geld hebt, je kunt naar hartelust een observatorium en skywatch bouwen. Maar de uitdagingen en vragen waarmee de hedendaagse astronomische gemeenschap wordt geconfronteerd, zijn van een totaal andere aard dan die van eeuwen geleden. Zeker wel, je zou handgetekende schetsen van maankraters kunnen publiceren, maar je zult het moeilijk krijgen om gepubliceerd te worden, zoals je bent opgepikt door een zekere G. Galilei.

Begrijp me niet verkeerd:amateurastronomen hebben nog steeds een waardevolle plaats in de wetenschappelijke onderneming van de 21e eeuw, allerlei burgerwetenschappelijke projecten mogelijk maken, komeet jagen, en meer. Maar het overgrote deel van de astronomische artikelen die elke dag naar tijdschriften worden gestuurd, is gebaseerd op enorme, complex, industriële observatoria.

Deze installaties zijn relatief nieuw in de astronomie. Van klassiekers als de Hubble-ruimtetelescoop tot nieuwkomers als ALMA, deze faciliteiten helpen ons enkele van de diepste, moeilijkst te beantwoorden vragen in de natuur. Hoe zag ons universum eruit in zijn jeugd? Hoe ontstaan ​​planeten rond sterren? Wat gebeurt er als sterrenstelsels botsen? Zijn we alleen?

Allemaal geweldige vragen. Allemaal echt, echt moeilijke vragen. Allemaal dure vragen.

De Hubble-ruimtetelescoop is een hulpmiddel voor de gemeenschap:astronomen over de hele wereld strijden tegen elkaar om stukjes tijd op het instrument. Krediet:NASA/STScI

Om een ​​instrument te bouwen om een ​​aantal van deze raadsels op te lossen, iedereen moet meehelpen. Misschien een overheidskantoor als NASA, de ESA, of de NSF krijgt de bal aan het rollen. Maar dat zal niet genoeg zijn. Misschien treden privé-outfits zoals de Sloan Foundation op. Misschien voegen individuele universiteiten wat toe aan de stapel. Misschien voegt zich een internationale medewerker bij de partij. Meestal is het al het bovenstaande.

Een deel van het raadsel van het uitgeven van zoveel geld aan een enkele telescoop of faciliteit is dat, vaak, het is onmogelijk dat de oorspronkelijke partners er alle wetenschappelijke waarde uit zouden kunnen halen. Als de levensduur van het instrument (bijvoorbeeld) 10 jaar is, en er zijn 20 initiële partners, dan is het onmogelijk dat die partners het allemaal de moeite waard kunnen maken in die beperkte tijd.

De oplossing:open het! Verander het instrument in een gemeenschapsbron. Het voorstel van de faciliteit kan een bepaalde reeks wetenschappelijke doelen in gedachten hebben - die alle onhandige ontwerpoverwegingen en compromissen die gepaard gaan met het uitgeven van miljoenen dollars informeren - maar ze zijn ook bedoeld als instrumenten voor algemene doeleinden. Natuurlijk krijgen de eerste partners iets terug omdat ze al vroeg in de zaak geloven (misschien krijgen ze speciale tijd of een exclusief gebruik voor de eerste paar jaar van de missie), maar al snel kan elke Joe en Jane-astronoom het onder de knie krijgen .

Maar zoals met de meeste dingen in het leven, het is niet makkelijk. Nu het ding gebouwd is, is het veel goedkoper in gebruik, dus de toegangsprijs is een stuk lager. Zo laag dat veel onderzoekers en groepen zich konden voorstellen dat ze die telescoop zouden gebruiken om iets nieuws te bestuderen. Maar een observatorium kan maar een beperkt aantal uren per dag werken (eh, nacht). Er moet regelmatig onderhoud plaatsvinden. Upgrades zijn gepland en gepland. Uiteindelijk zal de faciliteit te zwak of verouderd zijn om in bedrijf te blijven. Enzovoort.

Kortom, er zijn te veel onderzoekers die te weinig tijd vragen. Er zijn meer goede ideeën voor het gebruik van 's werelds kostbare grote observatoria dan dat er tijd is om ze allemaal te huisvesten. Dus de astronomen moeten concurreren:ze maken een voorstel, indienen bij een beoordelingscommissie, en wacht op goedkeuring. Als ze winnen, ze krijgen tijd en kunnen verder met hun onderzoek.

Als ze verliezen, zij wachten.

Deze situatie maakt het vooral moeilijk voor jonge onderzoekers. Zodra een beginnend astronoom begint met afstuderen, de klok begint te tikken. Terwijl Noord-Amerikaanse universiteiten doorgaans geen deadline opleggen voor het behalen van een Ph.D. proefschrift, het geduld van afdelingen (en adviseurs) kan maar zo lang duren. Als je te lang niet productief genoeg bent, je zult - beleefd, natuurlijk - gevraagd om je levenskeuzes te heroverwegen.

Een van de eerste vaardigheden die een jonge astronoom leert, is het voorstel:hoe schrijf je een overtuigende case om toegang te krijgen tot telescooptijd voor hun onderzoek. De tweede vaardigheid die ze leren is geduld. Hun eerste voorstel zal waarschijnlijk mislukken, en hoogstwaarschijnlijk hun tweede. En ten derde. En ach, misschien hun tiende.

Dat is prima, en vertragingen zijn een essentieel onderdeel van het onderzoeksleven van de astronoom (ze vechten al millennia met wolken, ten slotte). Uiteindelijk zullen ze leren (of beter gezegd, ze leren beter) hoe ze een overtuigend voorstel kunnen schrijven en hun creatieve, stoutmoedig, innovatief idee aan een beoordelingspanel van een observatorium. Ze krijgen toegang, hun observaties doen, hun gegevens verzamelen, en een paar maanden later dienen hun resultaten in voor peer review.

Maar wat als de vertraging niet wordt veroorzaakt door hun eigen gebrek aan ervaring of vaardigheid? Wat als de vertraging wordt veroorzaakt door factoren buiten de controle van een astronoom? Wat als het instrument een jaar offline gaat omdat uitgesteld onderhoud net iets te lang is uitgesteld? Wat als een wispelturige regering besluit de jaarlijkse begroting niet te verlengen? Wat als de geplande upgrade nooit het daglicht ziet? Wat als het hele ding wordt geannuleerd voordat het ooit begint?

Dit doet pijn, en het doet onevenredig veel pijn aan jonge astronomen. Een hoogleraar met een vaste aanstelling kan of de storm, met bestaande onderzoeksbeurzen of (huiverende) onderwijstaken om de hypotheek te blijven betalen. Maar het is buitengewoon moeilijk voor een afgestudeerde student om halverwege de stroom onderzoeksplannen volledig te herzien en toch binnen een redelijke tijd een competente dissertatie af te ronden. En als het ze lukt, ondanks de vertragingen, het kan hun carrièrevooruitzichten op de lange termijn schaden:hoe goed zou je de kwaliteit van een potentiële facultaire onderzoeker nauwkeurig kunnen beoordelen als ze nooit de kans krijgen om te schitteren?