В космос запустять надувні телескопи

Опубликованно 06.07.2019 04:00

Якщо у нас коли-небудь будуть гігантські надувні телескопи в космосі, можете сказати спасибі мамі Кріса Уокера. Кілька років тому Уокер робив шоколадний пудинг, як раптом йому довелося перервати свою кулінарну справу і подзвонити мамі. Він зняв пудинг з плити, накрив його поліетиленовою плівкою і поставив горщик на підлогу біля кушетки. Після розмови він з подивом виявив зображення лампочки від лампи неподалік, ширяючу над кінцем кушетки. Дослідивши причину цього явища, він виявив, що кишеня холодного повітря, який утворився при охолодженні пудингу, привів до провисання пластикової упаковки до пудингу. Фактично це сформувало лінзу, яка відображала лампочку.

«Я подумав: це круто, але застосування немає», каже Уокер, професор астрономії в Університеті Арізони. Але 30 років тому він знайшов застосування в якості основи для пропозиції, яке було направлено в NASA Innovative Advanced Concepts, програми фінансування різноманітних аерокосмічних ідей.

Суть пропозиції полягала в тому, щоб перетворити гігантський надувний пляжний м'яч у космічний телескоп. Такий суборбітальний аеростатний відбивач не стикався б з перешкодами, як наземні телескопи. Крім того, його можна було б легко масштабувати, тим самим відкривши величезні простори всесвіту для спостереження без неабиякої цінника, пов'язаного з будівництвом великих і міцних телескопів.

Ідея створення великого повітряного відбивача виникла в результат роботи Уокера над стратосферної терагерцовій обсерваторією (Stratospheric Terahertz Observatory), однометровым телескопом, прикріпленим до висотного повітряної кулі, який протягом декількох тижнів у 2012 році літав у верхніх шарах атмосфери над Антарктидою. Уокер спостерігав, як повітряна кулька надувається 15 мільйонами кубометрів гелію, і йому прийшло в голову, що на повітряній кулі було багато порожнього місця для такого маленького телескопи. Було б непогано використати сам повітряний кулю в якості обсерваторії. Це спостереження в поєднанні з пам'яттю про той інцидент з пудингом десятки років тому призвело до створення першого надувного телескопа.

У 2014 році Уокер і його студенти виготовили перший прототип великого надувного відбивача з великий надувний пластикової сфери, проданої китайським виробником іграшок. Цей шар був розрахований на те, щоб люди лазили всередині, проте йому знайшли застосування у радіоастрономії. Уокер підвісив антену всередині кулі і розпорошив всередині металеву фарбу для створення відбиваючої поверхні. Ця примітивна установка дозволила Уокеру і його учням проводити радионаблюдения за сонцем з даху астрономічного будівлі в Університеті Арізони. І хоча його не відправляли у верхні шари атмосфери, було очевидно, що навіть дуже проста версія телескопа може дати хороші результати.

Уокер зрозумів, що справжні переваги від сферичного надувного телескопа проявляться в космосі. Традиційні радіотелескопи використовують параболічні тарілки як відбивачів, які збирають випромінювання і фокусують його на певній точці. Хоча це, в принципі, працює, астрономи повинні переміщати всю тарілку так, щоб вона вказувала на певне місце, а це незручно, коли телескоп виявляється в космосі. Завдяки конструкції Уокера, можна направляти телескоп, переміщаючи антену всередині сфери, не рухаючи телескопом цілком. Сферичний телескоп також володіє широким полем огляду, тому може візуалізувати великі порції всесвіту без руху.

Надувний телескоп Уокера — далеко не перший випадок, коли NASA проявляє інтерес до пляжних м'ячиках в космосі. На початку 1960-х роках NASA запускало Echo 1 і Echo 2, які представляли собою масивні відбивачі, здатні пасивно відображати радіосигнали по всьому світу. Але ніхто ніколи не застосовував цю концепцію для спостереження далекого космосу. Довівши, що його великий кульової відбивач працює, Уокер отримав грант на розробку космічної версії надувного телескопа.

Так народився Terahertz Space Telescope — надувний м'ячик 40 метрів у діаметрі з керованою антеною всередині. Оскільки тиск газу в космосі дуже низьке, Вокер каже, що можна було би надувати масивний телескоп, використовуючи менше газу — азоту або неону, з-за низьких температур замерзання — ніж потрібно для надування кулі на Землі. Очевидно, космічний сміття і микрометеороиды являють собою проблему для надувних об'єктів на орбіті, але Вокер каже, що повільна дифузія газу в телескопі означає, що на те, щоб він здувся, підуть роки.

Діаметр телескопа буде близько 25 метрів. Для порівняння: лінза космічного телескопа Джеймса Вебба, запуск якого запланований на 2021 рік, діаметром 6,5 метра. Різниця в ціні ще більш суттєва: Уокер розраховує, що на його запуск телескопа потрібно 200 мільйонів доларів, тоді як «Джеймс Вебб» обійдеться в 10 мільярдів доларів до моменту запуску.

Залишилося тільки побудувати його. Якщо все вийде, Terahertz Space Telescope зможе спостерігати Всесвіт, використовуючи довжини хвиль, що дозволяють йому виявити наявність води в глибокому космосі. Це означає, що ми зможемо знайти астероїди з високим вмістом води в нашій Сонячній системі або навіть воду у жилих зонах інших сонячних систем.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що телескоп Хаббл знову вийшов з ладу.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.

Категория: Обо всем