НАСА выбирает новую миссию, которая приоткроет нам тайны Вселенной

Космический телескоп TESS. Credit: NASA.

После недавнего запуска космического телескопа TESS (Surcing Exoplanet Survey Satellite), который состоялся в среду, 18 апреля 2018 года, учёные взялись за разработку и проектирование космических телескопов следующего поколения, один из которых будет отправлен на орбиту в ближайшие годы. К ним относятся не только Космический Телескоп Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на 2020 год, но и некоторые другие более совершенные космические аппараты.

Новая программа по изучению нашей Вселенной в настоящее время рассматривает четыре миссии. Каждая из этих миссий предоставит нам больше данных, чем такие телескопы как Хаббл, Кеплер, Спитцер и Чандра, которые к тому времени прекратят свою работу. Благодаря большей чувствительности и ряду современных возможностей новые телескопы расскажут нам гораздо больше о нашей Вселенной и её тайнах.

Как и ожидалось, представленные концепции, охватывают широкий круг научных целей – от наблюдения отдалённых чёрных дыр и ранней Вселенной до исследования экзопланет около близлежащих звёзд, а также изучения тел Солнечной системы. Эти концепции были тщательно рассмотрены научным сообществом, и четыре из них были отмечены как достойные преемники существующих телескопов.

Иллюстрация художника, показывающая космический телескоп Large Ultraviolet/Optical/Infrared Surveyor (LUVOIR). Авторы и парва: NASA / GSFC.

Одной из выбранных концепций является космический телескоп LUVOIR – гигантская космическая обсерватория, разработанная на замену космическому телескопу Хаббл. В этом телескопе будет установлено массивное сегментированное основное зеркало, диаметр которого составит около 15 метров (49 футов).

Для сравнения главное зеркало JWST – передового телескопа на сегодняшний день – составляет всего 6,5 метров (21 фут и 4 дюйма) в диаметре. Подобно JWST, зеркало LUVOIR будет состоять из регулируемых сегментов, которые будут развёрнуты после его выхода на заданную орбиту. Приводы и двигатели будут изменять положение этих сегментов, что позволит захватить свет от наиболее слабых и отдалённых объектов.

Благодаря своим продвинутым инструментам LUVOIR сможет напрямую визуализировать планеты размером с Землю и изучать их атмосферу.

“Эта миссия довольно амбициозна и, возможно, она даже расскажет нам есть ли жизнь вне Солнечной системы”, – сказал Аки Роберж (Aki Roberge).

Второй концепцией является космический телескоп Origins, который подобно космическому телескопу Спитцер и космической обсерватории Гершель, сможет изучать Вселенную в инфракрасном диапазоне. Origins будет в 10 000 раз более чувствителен, чем любой существующий инфракрасный телескоп. Основными целями тут являются: наблюдение за самыми дальними границами Вселенной и поиск признаков жизни в атмосферах экзопланет.

Космический телескоп Origins. Авторы и права: NASA / GSFC.

Главное зеркало Origins, диаметр которого составит около 9 метров (30 футов), будет первым зеркалом с активным охлаждением. Температура зеркала будет поддерживаться на уровне примерно 4 К (-269 градусов Цельсия), а температура детекторов – 0,05 К. Для этого на телескопе будут установлены солнцезащитные козырьки, а также кулеры.

“Когда люди спрашивают меня о технических проблемах, которые возникают при создании космического телескопа Origins, я говорю им, что тремя основными проблемами являются детекторы, детекторы и детекторы. Всё дело в детекторах”, – сказал Дейв Лейсавиц (Dave Leisawitz).

В частности, Origins будет использовать два новых типа детекторов: датчики переходных краев (TES) и детекторы кинетической индуктивности (KID).

Космический телескоп Habitable Exoplanet Imager (HabEx). Авторы и права: NASA / JPL.

Также исследователи отметили концепцию Habitable Exoplanet Imager (HabEx). Подобно LUVOIR, этот телескоп сможет непосредственно визуализировать планетные системы и анализировать состав их атмосфер, благодаря большому сегментированному зеркалу. Кроме того, он будет изучать самые ранние эпохи Вселенной, а также жизненный цикл наиболее массивных звёзд, тем самым проливая свет на то, как формируются элементы, необходимые для создания жизни.

Также, как и LUVOIR, HabEx сможет проводить наблюдения в ультрафиолетовой, оптической и ближней инфракрасной областях спектра. Кроме того, телескоп сможет блокировать яркость родительской звезды, чтобы лучше изучить планету, вращающуюся вокруг неё.

“Чтобы непосредственно увидеть планету, вращающуюся вокруг звезды, мы должны исключить свет этой звезды и выделить только свет, отражённый планетой”, – отметил Нейл Циммерман (Neil Zimmerman).

Для решения этой проблемы исследователи рассматривают два подхода. Первый включает в себя использование внешних лепестковых козырьков, которые блокируют свет и внутренних коронографов, которые препятствуют попаданию звёздного света на детектор. Второй подход заключается в нанесении углеродных нанотрубок на коронографические маски.

Космический рентгеновский телескоп Lynx. Авторы и права: NASA / MSFC.

Последняя, но не менее важная концепция, – это рентгеновский телескоп, известный как Lynx. Из четырёх космических телескопов Lynx – единственный инструмент, который будет исследовать Вселенную в рентгеновском диапазоне. Используя рентгеновский микрокалориметрический спектрометр, этот космический телескоп обнаружит рентгеновские лучи, исходящие от сверхмассивных чёрных дыр, находящихся в центрах ранних галактик.

“Наблюдаемые сверхмассивные чёрные дыры существуют намного дольше, чем предсказывают наши нынешние теории. И мы не понимаем, как настолько массивные объекты сформировались так быстро”, – сказал Роб Петри (Rob Petre).

Независимо от того, какая миссия будет первой одобрена НАСА, агентство уже начало инвестировать в разработку передовых инструментов для реализации всех рассмотренных концепций в будущем.

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *