Гулливер Вселенной: ученые рассказали о крупнейшем виртуальном телескопе

2

Во второй половине следующего десятилетия за орбиту Луны отправят научную космическую обсерваторию «Миллиметрон» («Спектр-М»). В режиме связи с Землей она будет работать как крупнейший виртуальный радиотелескоп, способный исследовать структуру ядер галактик, черных дыр, пульсаров, изучать реликтовое излучение, искать самые ранние следы формирования Вселенной, белые дыры и кротовые норы.

Глаза и уши астрономов

«Рай для радиоастрономов — это обратная сторона Луны», — шутят ученые. Вселенную исследуют с помощью невидимых электромагнитных волн длиной от одной десятой миллиметра, излучаемых большинством космических объектов, в том числе межзвездной средой, черными дырами, пульсарами, квазарами. Атмосфера Земли поглощает и рассеивает многие радиоволны, оставляя лишь окна для наблюдений. Чтобы уловить больше излучения, обсерватории строят высоко в горах или запускают их на орбиту.

Если два радиотелескопа, расположенных на большом расстоянии друг от друга, направить одновременно на один радиоисточник, к примеру галактику, то благодаря интерференции принимаемый сигнал многократно усилится. Это позволяет в деталях изучить структуру космического объекта. С помощью такой технологии из разных телескопов можно создать один виртуальный — радиоинтерферометр со сверхдлинной базой. Чувствительность его многократно вырастет за счет удлинения базы — расстояния между телескопами сети. Это возможно, если один из приемников интерферометра находится на орбите. Именно в таком режиме связи с наземными телескопами действует с 2011 года российская обсерватория «Радиоастрон» («Спектр-Р»). В апогее она почти достигает орбиты Луны, отдаляясь почти на 350 тысяч километров. Наблюдая с ее помощью космические радиоисточники, удалось достичь беспрецедентного для астрономии углового разрешения — семи микросекунд.

Дальше Луны

Следующий шаг — отправить радиотелескоп за Луну, на гало-орбиту в окрестности точки Лагранжа L2, на противосолнечную сторону. Эту задачу призван решить проект «Миллиметрон» («Спектр-М»).

Еще новости:  Химики из Британии создали холодильник с "твердым" хладагентом

Обсерватория будет работать автономно либо как радиоинтерферометр со сверхдлинной базой, образуя с одним из наземных инструментов (например, в горной обсерватории «Суффа», строящейся в Узбекистане) виртуальный телескоп размером в полтора миллиона километров. Рекорд «Радиоастрона» по угловому разрешению, с которым можно наблюдать яркие объекты в космосе, будет превзойден в четыре раза, полагает Вячеслав Вдовин, ведущий научный сотрудник Института прикладной физики РАН и ФИАН, доктор физико-математических наук. «Спектр-М» оборудуют приемной антенной диаметром десять метров и спектрометрами для сбора данных в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах радиоволн. Чтобы собственное излучение не мешало приему слабого сигнала от космических объектов, антенну охладят до четырех кельвинов. Это почти абсолютный ноль.

Испытали в стратосфере

«Миллиметрон» задуман еще в 1990-е, но в связи со сложностью технических задач, многие из которых приходится решать впервые, реализация замысла не раз откладывалась. По словам Андрея Смирнова, технического руководителя «Миллиметрона», заведующего проектно-комплексной лабораторией отдела космических конструкций Астрокосмического центра ФИАН (АКЦ ФИАН), сейчас защищен эскизный проект на космический комплекс. Он включен в Федеральную космическую программу до 2025 года и финансируется «Роскосмосом». В разработке участвуют десятки отечественных научно-исследовательских и производственных организаций.

«Далеко не все инструменты и компоненты уже созданы. Работа в этом направлении ведется», — поясняет Смирнов. В сотрудничестве с Итальянским космическим агентством и Римским университетом ла Сапиенца изготовлен прототип одного из высокочувствительных бортовых спектрометров — спектрополяриметра среднего разрешения. «Его испытали этим летом в рамках эксперимента OLIMPO — запустили на воздушном шаре со Шпицбергена и посадили в Канаде. Высота полета — 38 километров, вполне близко к условиям открытого космоса. Эксперимент признан успешным. Аппаратура работала штатно, получены научные данные, которые сейчас обрабатываются», — приводит пример Вдовин.

Еще новости:  Вокруг Земли вращается более миллиарда частиц мелкого космического мусора

В успехе проекта он не сомневается. «Лучший рабочий прототип для «Миллиметрона» — «Радиоастрон». Разработкой руководил тот же научный коллектив — АКЦ ФИАН, диаметр раскладывающейся в космосе антенны — те же десять метров. С другой стороны, у новой обсерватории — более высокий рабочий частотный диапазон, криогенное зеркало и еще масса инноваций», — добавляет ученый. Смирнов уточняет, что в техническое задание на проект заложены уникальные требования, поэтому некоторые вопросы до конца еще не решены. Круг научных задач «Миллиметрона» весьма обширный. Это и реликтовое излучение, сохранившееся с момента Большого взрыва, и холодные облака межзвездного газа, и процессы звездообразования, и компактные объекты. Ученые надеются подтвердить существование черной дыры в центре нашей Галактики, найти кротовые норы, позволяющие путешествовать в другие вселенные, и даже выявить следы внеземного разума.

Источник

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here