Новые грани изучения космоса. Четыре проекта телескопов и обсерваторий, которые NASA построит на Луне

На Луне, которая находится на расстоянии 380 000 километров от Земли, можно проводить наблюдения в условиях радиотишины, а также в ультрафиолетовом свете, который блокируется атмосферой Земли, что может помочь узнать больше о ранней Вселенной. Издание Forbes в своей статье предлагает познакомится с четырьмя проектами будущий космических обсерваторий, которые можно построить на Луне.

• Lunar Crater Radio Telescope (LCRT)

Тип: радиотелескоп (параболический рефлектор)

Размер: 1 километр в ширину

Место размещения: кратер глубиной 700 м на обратной стороне Луны.

Автором концепции радиотелескопа Lunar Crater Radio Telescope является специалист по робототехнике Лаборатории реактивного движения NASA Саптарши Бандиопадхай. Его проект выиграл грант NASA в размере 500 000 долларов.

LCRT предназначен для измерения длинноволновых радиоволн, которые появились через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, но до образования звезд. Они отражаются ионосферой Земли.

"Радиотелескопы на Земле не могут видеть космические радиоволны на в диапазоне около 10 метров или больше из-за нашей ионосферы, поэтому есть целая область Вселенной, которую мы просто не можем видеть", — говорит Бандиопадхай. "Но предыдущие идеи создания радиоантенны на Луне были очень ресурсоемкими и сложными, поэтому мы были вынуждены придумать что-то другое".

План Бандиопадхая состоит в том, чтобы создать антенну шириной более 1 км в кратере шириной более 3 км. "Наш приемник находится внутри кратера глубиной 700 метров. Мы размещаем и приемник, и отражатель внутри кратера. Отражатель находится на дне кратера, а приемник — на высоте 500 м над ним, но все же на 200 м ниже края кратера", — говорит Бандиопадхай. "Мы можем все хорошо установить, ведь на Луне это сделать значительно легче, потому что там одна шестая силы тяжести Земли".

Это сразу решает много проблем, связанных со строительством. Отражатель закрепляется на месте в 16 точках по периметру обода, а плотность там такова, что отражатель пассивно сохраняет требуемую параболическую форму.

Материалы для строительства LCRT будут доставленны на Луну космическими кораблями вместе с несколькими луноходами DuAxel, которые помогут установить радиотелескоп.

• The Ultimately Large Telescope (ULT)

Тип: оптический телескоп (вращающееся криогенное жидкостное зеркало)

Размер: 100 метров

Место размещения: кратер на северном или южном полюсе Луны.

Ни один телескоп не может изучать первые звезды во Вселенной кроме одного. Группа астрономов из Техасского университета в Остине, предполагает, что ULT может быть достаточно мощным, чтобы обнаруживать свет, исходящий из того времени, когда не было никаких галактик, а были только звезды – это около 13 миллиардов лет назад. Эти звезды могут быть в 100 раз больше нашего Солнца.

ULT всегда будет напрвлен в зенит из кратера на северном или южном полюсе Луны, которые постоянно находятся в тени. Телескоп, питаемый солнечными батареями, размещенными в другом месте, будет работать автономно и отправлять свои данные обратно на Землю через орбитальный спутник-ретранслятор.

Вместо использования стекла для уменьшения веса предлагается, чтобы экранированное зеркало телескопа было изготовлено из отражающей металлической жидкости, которая будет постоянно вращаться, чтобы сохранить свою параболоидную форму. Однако авторы проекта опасаются, что лунная пыль может повлиять на наблюдения, поэтому потребуются испытания на месте.

• FarView

Тип: 100 000 дипольных радиоантенн

Размер: 20 квадратных километров.

Место размещения: ровный участок недалеко от центра Луны.

FarView — еще один лунный радиотелескоп, разработку которого финансирует NASA.

FarView будет представлять собой сеть из 100 000 радиоантенн, которые установят роботы на Луне с использованием извлеченных из ее недр материалов. Это будет интерферометр с общей площадью наблюдений в 400 километров, и он может быть готов к работе к началу 2030-х годов.

"FarView будет самой чувствительной астрономической обсерваторией в истории и мы можем построить ее, используя почти исключительно лунные материалы", — говорит доктор Рональд Полидан, главный исследователь проекта FarView.

• Gravitational-Wave Lunar Observatory for Cosmology

Тип: интерферометр

Размер: неизвестен

Место размещения: Луна.

Фокус уже писал о недавно опубликованном исследовании, в котором обосновывается беспрецедентная чувствительность гравитационно-волновой инфраструктуры на поверхности Луны для открытия "новой физики". Гравитационные волны являются возмущениями кривизны пространства-времени и могут помочь астрономам измерить насколько быстро расширяется Вселенная.

Данная обсерватория воспользуется отсутствием атмосферы на Луне и значительной сейсмической активности для анализа слияния черных дыр, нейтронных звезд и темной материи в пределах 70% наблюдаемой Вселенной.