Управление большими телескопами хотят поручить маленьким спутникам

Не так давно в отставку был отправлен космический телескоп «Кеплер», с помощью которого ученые подтвердили существование тысяч экзопланет. Его преемник TESS заступает на работу вместо «Кеплера» и собирается найти еще больше небесных тел. Но после того, как мы находим экзопланеты, для получения более подробной информации о них нам требуются большие и еще более мощные космические телескопы. Этим телескопам нужны очень большие зеркала — примерно как у космического телескопа Джеймса Вебба, запуск которого постоянно откладывается.

Он будет использовать 6,5-метровое зеркало для наблюдения чрезвычайно далеких галактик. И как и у Джеймса Вебба, зеркала космических телескопов будущего могли бы состоять из множества отдельных сегментов — у Вебба их 18.

Хотя такого рода конструкция действительно позволяет отправлять в космос очень большие телескопы, у нее имеются свои проблемы. К примеру, необходимость исключительной стабильности. «Любое возмущение на космическом корабле, небольшое изменения наклона, выключение элемента электроники, изменение количества тепла, рассеивающегося по космическому аппарату — все это приведет к легкому расширению или сжатию структуры», говорит постдок MIT Эван Дуглас. «Если возмущения превысят 10 пикометров, вы начнете видеть изменения в структуре звездного света внутри телескопа, и эти изменения будут означать, что вы никогда не сможете полностью вычеркнуть звездный свет, чтобы увидеть отраженный свет планеты».

Все это сводится к тому, что если телескоп не будет чрезвычайно стабильным, его измерения будут некорректными и повлияют на наблюдения далеких экзопланет.

Ученые могут использовать лазерный свет, направленный от земли к небу, как способ наведения и стабилизации телескопов. Именно этой идеей подпоясались исследователи из Массачусетского технологического института, предположив, что в будущем мы будем использовать небольшие спутники, такие как CubeSats, для управления большими космическими телескопами при помощи лазерного света. «Вместо того, чтобы направлять лазер с земли в космос, мы излучаем его из космоса на телескоп в космосе», говорит Дуглас.

Свою идею ученые описали в исследовании, опубликованном в Astronomical Journal, изучив, насколько ярким должен быть лазер, а также насколько далеко он должен бить и насколько стабильным быть. Но в целом команда обнаружила, что существующие технологии могут справиться. При таком сценарии спутник будет направлять лазер на зеркала телескопа, а бортовая камера будет следить за освещением и любыми существенными изменениями, позволяя телескопу настраиваться по мере необходимости.

Исследователи все еще изучают некоторые аспекты логистики такой системы, но в будущем такой метод может помочь снизить стоимость больших сегментированных телескопов.