НАСА готовит замену «Уэбба»: рассказываем все, что известно о новом телескопе

В НАСА планируют создать Обсерваторию обитаемых миров или Habitable Worlds Observatory (HWO).

Новый проект НАСА

На прошлой неделе на собрании Американского астрономического общества ученые собрались на презентации нового проекта. Речь шла о телескопе-преемнике «Джеймса Уэбба» (англ. James Webb Space Telescope, JWST), который начал работу в прошлом году. Астрономы и инженеры НАСА очень вдохновились успехами «Уэбба», поэтому планируют двигаться дальше.

Теперь НАСА теперь планирует создать оптический телескоп, который будет таким же большим, как JWST. Перед ним будет стоять новая грандиозная цель: поиск признаков жизни на планетах, подобных Земле.

Где будет работать новый телескоп?

Один из автор презентации, Марк Клампин, директор отдела астрофизики НАСА, сказал аудитории, что пока деталей мало. Например, извесно его название — Обсерватория обитаемых миров или Habitable Worlds Observatory (HWO).

Что особенно взволновало ученых, так это место, гле будет работать HWO. Судя по всему, он станет «соседом» JWST — его размесят в точке Лагранджа 2 (L2).

А что такое точка Лагранджа 2 и где она находится?

Точки Лагранджа — это места в системе из двух массивных тел, в которых на третье тело с очень малой массой не влияют другие силы, кроме гравитации двух первых объектов. Из-за этого он остается неподвижным относительно этих тел. В Солнечной системе их пять и это единственные места, где практически не работает гравитация благодаря одинаковой силе притяжения от нескольких космических тел.

Точка Лагранжа L2 находится в системе Солнце — Земля, она находится в 1,5 млн км от нашей планеты в противоположной стороне от Звезды. Там сейчас находится «Уэбб».

Сколько он будет работать?

Согласно проекту, новый телескоп предназначен для роботизированного обслуживания и модернизации. А значит, онбудет работать десятилетиями, «с годами становясь все лучше».

Как он будет выглядеть?

Бюджет проекта пока неопределен, поэтому «точной информации о дизайне и технологиях» нет. Однако ученые планируют оснастить космическую обсерваторию сегментированным зеркалом. Такое же есть и у «Джеймса Уэбба».

Когда он начнет работу?

Согласно презентации проекта, обсерватория начнет работу к началу 2040-х годов.

Какие еще проекты рассматривали в НАСА?

Кроме обсерватории HWO, инженеры готовили проекты телескопов HabEx и LUVOIR. HabEx (Habitable Exoplanet Observatory, Обсерватория обитаемых экзопланет) планировали оснастить монолитным (как у «Хаббла») зеркалом, но гораздо большего размера — 4 м против 2,4 м. Также в его конфигурации роботизированный «звездный затемнитель», который работал бы как блокатор звездного света или коронографом. Согласно планам, «тень» находилась бы на расстоянии 100 000 км от телескопа, чтобы экранировать свет звезды экзопланеты. Так ее проще разглядеть в деталях. Ранее «Хайтек» писал о том, как это работает на примере наблюдений за пыльным диском звезды.

В свою очередь, размер телескопа LUVOIR (Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor, Большой ультраиолетовый-инфракрасный телескоп) составил бы 15 метров в одной конфигурации. Его разработали как многоцелевую обсерваторию, в основе которой — технологии сегментированных зеркал JWST. Хотя сегментированные зеркала не предоставляют такие же четкие изображения, как монолитные, их можно сложить, что позволяет упаковать гораздо больший телескоп в обтекатель ракеты.

Однако, в итоге, от этих двух проектов отказались, «выбрав что-то среднее», объяснил директор отдела астрофизики НАСА. HWO будет меньше LUVOIR, но больше HabEx и его оснастят коронаграфом. Кстати, с ним будет работать и телескоп Nancy Grace Roman Observatory (NGRO).

В чем главная сложность нового проекта?

Поскольку HWO будет работать с оптическим светом, который отличается более короткой длиной волны, чем инфракрасный (с которым работает JWST) обсерватории потребуется более жесткий контроль над формой зеркала. Его точность должна находиться на уровне 1 пикометра — одной миллионной одной миллионной 1 метра.

При создании HWO также надо улучшить коронограф, который создают для Nancy Grace Roman Observatory (NGRO). Согласно проекту, он будет блокировать свет звезды в 100 млн раз ярче, чем ее планета. Но коронографу HWO придется справляться со звездами, которые ярче в 10 млрд раз. Одним из ключевых моментов будет подавление рассеянного света, для этого потребуется цилиндрическая перегородка вокруг HWO, аналогичная той, которая окружает телескоп «Хаббл». Это защитит его зеркало от микрометеоритов, которые уже «атаковали» JWST.

Эксперты учли все ошибки «Уэбба»

HWO не оснастят «принципиально новыми», объяснил Скотт Гауди из Университета штата Огайо, Колумбус, один из разработчиков HabEx. Агентство будет придерживаться консервативного подхода, чтобы избежать перерасхода средств и задержек, которыми отличился «Уэбб». Для этого проекта потребовалось множество непроверенных технологий, доработка которых заняла больше времени, чем ожидалось.

Для нового телескопа НАСА воспользуется уже разработанными или разрабатываемыми технологиями. В том числе сегментированными зеркалами (такими оснащен JWST), и коронографом NGRO.

Читать далее:

Блазар, который нашли 20 лет назад, оказался экстремальным объектом

TESS открыл «новую Землю»: каменная планета с водой находится в обитаемой зоне

Посмотрите на последствия столкновения в 1181 году двух звезд

_{На обложке: одна из концепций телескопа со звездным щитом HabEx, иллюстрация НАСА}