Големи плажни топки: така ще изглеждат нови космически телескопи

Ако някога имаме гигантски надуваеми вещителескопи в космоса, може да се каже, благодаря ви на мама Крис Уокър. Преди няколко години Уокър правеше шоколадов пудинг, когато внезапно трябваше да прекъсне кулинарния си бизнес и да се обади на майка си. Извади пудинга от печката, покри го с пластмасова обвивка и сложи тенджерата на пода близо до дивана. След разговора той се изненада да намери изображение на крушка от лампа наблизо, надвиснала над края на дивана. Разследвайки причината за това явление, той открил, че джобът на студен въздух, който се е образувал по време на охлаждането на пудинга, е довел до увисване на пластмасовата опаковка в пудинг. Всъщност тя образува леща, която отразява електрическа крушка.

Надуваем телескоп: как работи

- Помислих си: това е готино, но няма смисъл ”, казва Уокър, професор по астрономия в университета в Аризона. Но 30 години по-късно, той намира приложение като основа за предложението, което е изпратено до НАСА Новаторски напреднали концепции, програма за финансиране на различни аерокосмически идеи.

Същността на предложението беше да се обърнегигантска надуваема плажна топка в космически телескоп. Такъв суборбитален аеростатен рефлектор няма да пречи на смущенията, като наземните телескопи. В допълнение, тя може лесно да бъде мащабирана, като по този начин се отварят огромните пространства на Вселената за наблюдение без справедлива цена, свързана с изграждането на големи и трайни телескопи.

Идеята за създаване на голям въздушен рефлекторвъзникна в резултат на работата на Уокър в обсерваторията на Стратосферата Терагерц (Stratospheric Terahertz Observatory), един метър телескоп, прикрепен към височинен балон, който летеше в горната атмосфера над Антарктика в продължение на няколко седмици. Уокър наблюдаваше как балонът се надува с 15 милиона кубични метра хелий и му хрумна, че има много празно място за такива малки телескопи в балон. Би било хубаво да използваме самия балон като обсерватория. Това наблюдение, съчетано с паметта за този инцидент преди десетилетия, доведе до създаването на първия надуваем телескоп.

През 2014 г. Уокър и неговите ученици направихаПървият прототип на голям надуваем рефлектор от голяма надуваема пластмасова сфера, продаван от китайски производител на играчки. Тази топка е предназначена за хора, които трябва да се изкачат вътре, но тя намира приложение в радиоастрономията. Уокър закачи антената вътре в топката и се напръска вътре в металната боя, за да създаде отразяваща повърхност. Тази примитивна инсталация позволи на Уокър и неговите ученици да провеждат радио наблюдения на слънцето от покрива на астрономическа сграда в университета в Аризона. И въпреки че не беше изпратен в горните слоеве на атмосферата, беше очевидно, че дори една много проста версия на телескопа може да даде добри резултати.

Как работят надуваемите телескопи?

Уокър осъзна, че реалните ползи отсферичен надуваем телескоп ще се прояви в пространството. Традиционните радиотелескопи използват параболични плочи като рефлектори, които събират радиация и я фокусират върху определена точка. Въпреки че по принцип това работи, астрономите трябва да преместят цялата плоча така, че да сочи към определено място, а това е неудобно, когато телескопът е в пространството. Благодарение на дизайна на Уокър, е възможно да се насочи телескопът чрез преместване на антената в сферата, без да се движи целият телескоп. Сферичният телескоп също има широко зрително поле, така че може да визуализира големи части от вселената без движение.

Надуваемият телескоп на Уокър - не е първиятслучай, в който НАСА проявява интерес към плажните топки в космоса. В началото на 60-те години НАСА стартира Echo 1 и Echo 2, които бяха масивни отражатели, които можеха пасивно да отразяват радиосигналите по целия свят. Но никой никога не е използвал тази концепция, за да наблюдава далечното пространство. Доказвайки, че неговият голям рефлектор на топка работи, Уокър получи безвъзмездна помощ за разработване на пространствена версия на надуваем телескоп.

Така се ражда космическият телескоп Terahertz - надуваемТопката е с диаметър 40 метра с контролирана антена вътре. Тъй като налягането на газа в пространството е много ниско, Уокър казва, че би било възможно да се надуе масивен телескоп, използвайки по-малко газ - азот или неон, поради ниските температури на замръзване - отколкото е необходимо, за да се надуе топката на Земята. Очевидно космическите боклуци и микрометеороидите са проблем за надуваемите обекти в орбита, но Уокър казва, че бавната дифузия на газ в телескопа означава, че тя ще бъде издухана от години.

Диаметърът на телескопа ще бъде около 25 метра. За сравнение: обективът на космическия телескоп „Джеймс Уеб“, който ще бъде пуснат през 2021 г., е с диаметър 6,5 метра. Разликата в цената е още по-значителна: Уокър очаква, че ще са необходими 200 милиона долара за стартирането на неговия телескоп, докато Джеймс Уеб ще струва $ 10 милиарда до момента на пускането му.

Остава само да го изградим. Ако всичко свърши, космическият телескоп Terahertz ще може да наблюдава Вселената, използвайки дължини на вълните, които му позволяват да открие присъствието на вода в дълбокия космос. Това означава, че можем да намерим астероиди с високо съдържание на вода в нашата слънчева система или дори вода в обитаемите зони на други слънчеви системи.

Е, ще следваме резултатите от Уокър. Междувременно се абонирайте за нашия канал, за да не пропуснете.