30 глаз для Луны: проект AeSI позволит заглянуть в души далёких звёзд
NewsMakerNASA хочет превратить наш спутник в обсерваторию невиданных масштабов.
Команда американских специалистов завершила важный этап работы над амбициозной космической инициативой. Доктор Кеннет Карпентер и его коллеги из Центра космических полетов NASA имени Годдарда девять месяцев исследовали техническую возможность создать на Луне масштабный научный комплекс. Их проект получил название AeSI (Artemis-enabled Stellar Imager) – система из 15-30 телескопов, работающих в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах.
Наблюдательные станции расположатся по эллиптической траектории, растянувшейся на целый километр. На каждом компактном луноходе установят телескоп с метровым зеркалом. Такая мобильная конструкция позволит менять взаимное расположение инструментов в зависимости от исследуемого космического объекта. В сердце комплекса разместится центральный узел, который будет собирать сигналы со всех элементов системы для создания единого изображения.
Благодаря этой технологии астрономы впервые детально рассмотрят внутреннюю жизнь звезд, похожих на наше Солнце. Среди первых целей наблюдения значатся альфа Центавра A, Процион A, Сириус A и эпсилон Эридана. Беспрецедентная разрешающая способность телескопов позволит фиксировать появление темных областей на поверхности этих светил (подобных солнечным пятнам), формирование ярких факельных полей и движение потоков раскаленного газа в процессе конвекции.
Особый интерес для исследователей представляет механизм работы звездных магнитных полей. Именно эти невидимые силовые линии во многом определяют поведение звезд и их влияние на окружающие планеты. Глубокое понимание магнитных процессов поможет точнее прогнозировать космическую погоду – мощные выбросы энергии и частиц, способные нарушить работу земных спутников и электрических сетей.
Уникальность AeSI заключается в сочетании двух методов исследования. Помимо детальной фотосъемки поверхности звезд, комплекс будет отслеживать колебания их внешних слоев. Этот подход, получивший название астросейсмологии, можно сравнить с изучением земных недр по колебаниям коры. Объединение данных обоих типов наблюдений позволит ученым создать максимально точные модели звездной магнитной активности.
Новый интерферометр не ограничится изучением зрелых светил. В фокус внимания попадут и процессы звездного рождения. Молодые звезды окружены дисками из газа и пыли – строительным материалом будущих планет. Сейчас такие структуры крайне сложно разглядеть из-за яркого излучения центрального светила. Высокое разрешение телескопов впервые позволит получить четкие снимки этих важнейших космических образований.
Астрономы также рассчитывают приоткрыть тайну активных ядер галактик. В центре многих звездных систем находятся сверхмассивные черные дыры, вокруг которых с огромной скоростью вращаются потоки раскаленного газа. Измерив скорость движения этого вещества и темпы его поглощения, исследователи смогут лучше понять устройство галактических ядер. Полученные данные также помогут уточнить фундаментальные параметры Вселенной, включая постоянную Хаббла, которая показывает скорость космического расширения.
Естественный спутник Земли идеально подходит для размещения такой сложной системы наблюдения. На Луне нет атмосферы, поэтому не потребуются специальные устройства для компенсации искажений воздуха. Телескопы смогут работать с более короткими волнами света, чем это возможно на Земле. Правда, инженерам предстоит решить две технические проблемы: защитить оборудование от лунной пыли и колебаний поверхности во время лунотрясений. Однако специалисты уже разрабатывают необходимые технические решения.
Установить и запустить интерферометр планируют в рамках программы NASA Artemis, цель которой – вернуть человека на Луну. Монтировать научное оборудование будут как астронавты, так и роботы. Оптимальным местом для размещения комплекса считается район южного полюса – там же расположится основная база программы Artemis. Впрочем, рассматриваются и площадки ближе к лунному экватору, откуда можно будет наблюдать большую часть звездного неба.
Концепция лунного интерферометра выросла из более раннего проекта Stellar Imager. Изначально подобную систему телескопов планировали разместить на отдельном спутнике. Но с развитием программы Artemis стало очевидно, что гораздо практичнее установить оборудование на Луне – там его будет проще обслуживать и для работы можно использовать инфраструктуру лунной базы.
Средства на проработку концепции выделило NASA через программу Innovative Advanced Concepts (NIAC), поддерживающую самые смелые космические технологии будущего. Сейчас специалисты продолжают совершенствовать технические решения для интерферометра и ищут новые научные задачи, которые он сможет решить.
Среди таких задач – наблюдение за сверхновыми звездами. Система сможет зафиксировать первые мгновения взрыва умирающего светила и проследить, как разлетается выброшенное вещество. Это поможет астрономам понять эволюцию звезд и механизмы появления в космосе тяжелых химических элементов, из которых потом формируются новые небесные тела.
Параллельно инженеры работают над усовершенствованием оптических систем. В разработке находятся новые покрытия для зеркал с улучшенным отражением ультрафиолетового света и более чувствительные детекторы. Такие технологические улучшения расширят возможности наблюдения далеких объектов, особенно активных ядер галактик, которые сейчас находятся на пределе возможностей современных телескопов.
При самом оптимистичном развитии событий строительство AeSI начнется в конце 2030-х – начале 2040-х годов. Первый пилотируемый полет программы Artemis состоится не раньше весны 2026 года. После этого потребуется несколько лет на создание на Луне всей необходимой инфраструктуры для жизни и работы исследователей.
Команда американских специалистов завершила важный этап работы над амбициозной космической инициативой. Доктор Кеннет Карпентер и его коллеги из Центра космических полетов NASA имени Годдарда девять месяцев исследовали техническую возможность создать на Луне масштабный научный комплекс. Их проект получил название AeSI (Artemis-enabled Stellar Imager) – система из 15-30 телескопов, работающих в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах.
Наблюдательные станции расположатся по эллиптической траектории, растянувшейся на целый километр. На каждом компактном луноходе установят телескоп с метровым зеркалом. Такая мобильная конструкция позволит менять взаимное расположение инструментов в зависимости от исследуемого космического объекта. В сердце комплекса разместится центральный узел, который будет собирать сигналы со всех элементов системы для создания единого изображения.
Благодаря этой технологии астрономы впервые детально рассмотрят внутреннюю жизнь звезд, похожих на наше Солнце. Среди первых целей наблюдения значатся альфа Центавра A, Процион A, Сириус A и эпсилон Эридана. Беспрецедентная разрешающая способность телескопов позволит фиксировать появление темных областей на поверхности этих светил (подобных солнечным пятнам), формирование ярких факельных полей и движение потоков раскаленного газа в процессе конвекции.
Особый интерес для исследователей представляет механизм работы звездных магнитных полей. Именно эти невидимые силовые линии во многом определяют поведение звезд и их влияние на окружающие планеты. Глубокое понимание магнитных процессов поможет точнее прогнозировать космическую погоду – мощные выбросы энергии и частиц, способные нарушить работу земных спутников и электрических сетей.
Уникальность AeSI заключается в сочетании двух методов исследования. Помимо детальной фотосъемки поверхности звезд, комплекс будет отслеживать колебания их внешних слоев. Этот подход, получивший название астросейсмологии, можно сравнить с изучением земных недр по колебаниям коры. Объединение данных обоих типов наблюдений позволит ученым создать максимально точные модели звездной магнитной активности.
Новый интерферометр не ограничится изучением зрелых светил. В фокус внимания попадут и процессы звездного рождения. Молодые звезды окружены дисками из газа и пыли – строительным материалом будущих планет. Сейчас такие структуры крайне сложно разглядеть из-за яркого излучения центрального светила. Высокое разрешение телескопов впервые позволит получить четкие снимки этих важнейших космических образований.
Астрономы также рассчитывают приоткрыть тайну активных ядер галактик. В центре многих звездных систем находятся сверхмассивные черные дыры, вокруг которых с огромной скоростью вращаются потоки раскаленного газа. Измерив скорость движения этого вещества и темпы его поглощения, исследователи смогут лучше понять устройство галактических ядер. Полученные данные также помогут уточнить фундаментальные параметры Вселенной, включая постоянную Хаббла, которая показывает скорость космического расширения.
Естественный спутник Земли идеально подходит для размещения такой сложной системы наблюдения. На Луне нет атмосферы, поэтому не потребуются специальные устройства для компенсации искажений воздуха. Телескопы смогут работать с более короткими волнами света, чем это возможно на Земле. Правда, инженерам предстоит решить две технические проблемы: защитить оборудование от лунной пыли и колебаний поверхности во время лунотрясений. Однако специалисты уже разрабатывают необходимые технические решения.
Установить и запустить интерферометр планируют в рамках программы NASA Artemis, цель которой – вернуть человека на Луну. Монтировать научное оборудование будут как астронавты, так и роботы. Оптимальным местом для размещения комплекса считается район южного полюса – там же расположится основная база программы Artemis. Впрочем, рассматриваются и площадки ближе к лунному экватору, откуда можно будет наблюдать большую часть звездного неба.
Концепция лунного интерферометра выросла из более раннего проекта Stellar Imager. Изначально подобную систему телескопов планировали разместить на отдельном спутнике. Но с развитием программы Artemis стало очевидно, что гораздо практичнее установить оборудование на Луне – там его будет проще обслуживать и для работы можно использовать инфраструктуру лунной базы.
Средства на проработку концепции выделило NASA через программу Innovative Advanced Concepts (NIAC), поддерживающую самые смелые космические технологии будущего. Сейчас специалисты продолжают совершенствовать технические решения для интерферометра и ищут новые научные задачи, которые он сможет решить.
Среди таких задач – наблюдение за сверхновыми звездами. Система сможет зафиксировать первые мгновения взрыва умирающего светила и проследить, как разлетается выброшенное вещество. Это поможет астрономам понять эволюцию звезд и механизмы появления в космосе тяжелых химических элементов, из которых потом формируются новые небесные тела.
Параллельно инженеры работают над усовершенствованием оптических систем. В разработке находятся новые покрытия для зеркал с улучшенным отражением ультрафиолетового света и более чувствительные детекторы. Такие технологические улучшения расширят возможности наблюдения далеких объектов, особенно активных ядер галактик, которые сейчас находятся на пределе возможностей современных телескопов.
При самом оптимистичном развитии событий строительство AeSI начнется в конце 2030-х – начале 2040-х годов. Первый пилотируемый полет программы Artemis состоится не раньше весны 2026 года. После этого потребуется несколько лет на создание на Луне всей необходимой инфраструктуры для жизни и работы исследователей.