接下来是地面(即NSF资助的)建议(针对大型新项目——即不包括对ALMA的持续投资;报告中还推荐了一些有趣的、中等规模的项目,但我可能没时间一一介绍)。首要任务是大型综合巡天望远镜(LSST)——一个使用8米级望远镜对天空进行多色、多节奏巡天的项目。正如我的同事、LSST项目科学家Zeljko Ivezic所说,“LSST将拍摄一部天空的电影”,你必须承认,这很酷。当你考虑天文学的发现空间时,最大的进步来自于进入新的领域。我们基本上已经耗尽了新的波长领域,但时间变量领域尚未以大规模系统的方式进行探索(尽管PanSTARRS和拉斯坎布雷斯天文台肯定会取得进展)。此外,所有观测时段的叠加图像将产生一个8米望远镜版本的2.5米斯隆数字巡天(SDSS)成像,这是一件好事。所有数据都是非专有的,任何人都可以使用。第二项是“中尺度创新计划”——基本上,它相当于NASA探索者计划的地面版本。十年一度的调查委员会审查了大量具有科学吸引力的中等规模项目。这些项目还达不到建造大型新设施的程度,通常是为现有设施的仪器和专门的多年巡天寻求资金。报告建议,应有一个审查和资助机制来支持这些能够灵活应对科学和技术变化的此类项目。第三项是参与建造一个30米级地面光学/近红外望远镜(“巨型分光镜望远镜”;GSMT)的开发。这样的望远镜对于对8米级望远镜成像极限探测到的源进行光谱分析至关重要;基本上,如果你在图像中检测到一个源,当你需要光谱时,你会将光线扩散到更大的区域,需要更大的孔径才能达到与所有波长一起成像时相同的信噪比。目前有两个大型美国项目正在顺利进行(TMT和GMT),由私人资金支持。为了让这些项目有足够的资金建造和运营,需要联邦资金的投入。这些资金还将保证美国更大范围的社区在一定程度上能够使用,但可能远远低于50%。报告建议参与度至少应占25%。然而,他们认为只有足够的资金投资其中一个,社区最好尽快选择一个,而不是让两者都向前推进。第四项是参与“大气切伦科夫望远镜阵列”(ACTA),以探测和表征最高能量的宇宙射线。近年来,已经探测到了TeV宇宙射线,这极大地限制了最高能量尺度的粒子加速;一个新的阵列将大大增加完全理解这些高能事件起源的机会。然而,报告建议加入一个现有的欧洲项目(CTA),而不是资助一个独立的美国倡议,尽管美国将是次要的合作伙伴。对地面建议的反应:也许最大的惊喜是GSMT的排名下降,(1)在上一份报告中其优先级就有所下降,(2)在其本身的光学/红外小组委员会中优先级也下降了(见表B.1)。其理由是LSST在成本和技术方面的风险要低得多,并且与空间建议一样,实际主义占了上风。委员会非常支持GSMT项目,并指出与LSST的结合具有高度的协同作用——LSST提供目标,GSMT则告诉你它们是什么。然而,蛋糕实在不够大,无法让每个人都分到一块。此外,如果你只能分一块蛋糕,你会希望它能养活最多的人——LSST有力地证明,**美国社区的更大比例的人可以使用其数据。** 我个人非常赞同这一观点。有些科学进步来自于拥有新设备进入新领域,而GSMT在这方面表现出色。然而,也有一些科学进步来自于让数量最多、最聪明的大脑来思考如何利用给定的数据集。以SDSS为例,绝大多数与SDSS相关的论文与用于获得SDSS资金的“黑皮书”中的科学理由无关。你拿到好的数据,让聪明的人来处理,你就会获得意想不到的科学成果。我乐观地认为LSST也能以同样的方式运作,但有一个警告是,如果没有大规模的光谱分析投资(SDSS拥有,而LSST缺乏),科学影响力可能会大大减弱。我非常希望30米望远镜能够建成,但我不愿意为了25%的望远镜份额而让未来10年所有的公共大型地面投资全部押注在那里。(完全披露:我所在的机构无法获得私人30米望远镜的使用权,而我所在的机构已经对LSST进行了早期和持续的投资。因此,我的观点无疑受到了一些影响,因为我将GSMT项目视为潜在的“外部”用户。我尽力做到公平,但我几乎已经根据我将无法独享大型孔径望远镜使用权的假设来塑造我的科学研究。)我很高兴看到“中尺度创新”的建议。我认为这是一个确保我们能够利用快速变化的领域的明智方法。当暗能量或系外行星等领域出现时,拥有一个机制来抓住新的机会是很棒的。此外,这也是一种巧妙地“摘取低垂的果实”的方式,以便大型任务能更好地了解实际的科学要求——例如,如果你知道w接近-1,你设计暗能量任务的方式与你完全不知道其值时会大不相同。另一个明显缺乏的是呼吁美国参与平方公里阵列。 (该小组在其中尺度类别中确实推荐了一些无线电项目。)然而,如果你看看图4-8(我发现它很有趣且令人惊讶),美国天文学会(ASS)的成员中不到10%将自己归类为“射电观测”天文学家。我推测这会随着对ALMA的投资而增长,但社区显然不是很大。所以,我个人对地面建议的看法是,他们在做出艰难的选择方面做得很好。而这些选择确实很艰难,在很多情况下也确实很难接受。
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