Астрономы и разработчики постоянно создают все более совершенные — и все более массивные телескопы. Здесь это действительно важно: чтобы увидеть самые тонкие детали на удалении в миллиарды световых лет, телескоп подолжен быть действительно большим.

Объемный обтекатель ракеты Ares V способен разместить 8 небольших автобусов
В сравнении с самым небольшим телескопом, который можно «втиснуть» в ракету, существующие сегодня орбитальные аппараты кажутся карликами из прошлого
Инфракрасный телескоп SAFIR: взгляд художника

«Хороший телескоп — большой телескоп, — безапелляционно заявляет Харли Тронсон (Harley Thronson), под руководством которого ведутся разработки новых научных инструментов в Годдардовском центре космических полетов, — И новая ракета Ares V должна полностью изменить правила игры в этом соревновании размеров».

Тяжелый носитель Ares V еще только разрабатывается, но в итоге она должна взять на себя важнейшую роль в дальнейшем освоении космического пространства. По планам NASA, именно она отправит в путь следующие лунные миссии, в том числе и груз для будущей обитаемой базы на спутнике. Размеры ее действительно впечатляют: объем вместительного обтекателя позволяет разместить 8 автобусов, а мощности двигателей хватит для запуска на низкую орбиту массы до 180 тонн — вшестеро тяжелее и втрое объемнее, чем шаттлы.

«И только представьте, — продолжает Тронсон, — какой телескоп эта ракета сможет вывести! Такой инструмент совершит революцию в астрономии». Напомним, что мы уже рассказывали о том, как ведется разработка этой тяжелой ракеты, и с какими трудностями сталкиваются инженеры — прежде всего, из-за ее поистине циклопических размеров: «Хромоногий Ares». Но все это — еще не повод для окончательного пессимизма, тем более с точки зрения не конструкторов, а ученых, имеющих на Ares V свои большие планы.

Так, Фил Шталь (Phil Stahl) предлагает: «Ares V может вместить телескоп с 8-метровым монолитным зеркалом — технологии для производства подобного телескопа уже имеются. Риск будет сравнительно невелик, а экономия в сравнении с запуском его по частям на более легких носителей и сборкой на орбите — существенная». Для сравнения: размер зеркала орбитального телескопа Hubble составляет «каких-то» 2,4 м, а сколько находок он сделал!

Разрешение 8-метрового телескопа втрое превысит возможности Hubble. А за одинаковое с ним время наблюдений такой аппарат сможет разглядеть объекты, в 11 раз более тусклые, чем те, что видит Hubble: площадь зеркала с диаметром 8 м как раз в 11 раз больше, чем у 2,4-метрового.

Но для Ares V это еще не предел: он вполне способен доставить и еще более крупный телескоп, зеркало которого состояло бы из сегментов, разворачивающихся на орбите. По аналогичной схеме конструируется James Webb, телескоп, который отправится на службу в 2013 г. (о том, как его собирают, вы можете прочесть в заметках «Путь зеркал» и «Затворы на орбите»). Но на борту Ares V вполне можно будет разместить телескоп в 3 раза крупнее этого.

Подобный проект уже разрабатывается под руководством Марка Постмана (Marc Postman): ученые изучают возможности создания орбитального телескопа с сегментированным зеркалом диаметром 16 м, способным работать в оптическом и УФ-диапазонах. Проект получил название ATLAST. «ATLAST будет примерно в 2 тыс. раз более чувствительным, чем Hubble и даст изображения с разрешением всемеро большим, чем Hubble и James Webb, — говорит Постман. — Он может поставить точку и в таком вечно животрепещущем вопросе, как вопрос о наличии жизни на других планетах нашей галактики».

Действительно, с помощью такого орбитального телескопа астрономы смогут изучать спектральные характеристики планет земной массы, которые вращаются вокруг звезд на значительном удалении от нас — до 60−70 световых лет. Это позволит обнаружить (если таковые имеются) и «главные признаки» жизни: воду и кислород. ATLAST сумеет и уточнить возрасты отдельных звезд в ближайших к нам галактиках, что даст возможность лучше понять процесс, в ходе которого звезды собираются в яркие галактики.

Что еще? Список длинный — например, такой чувствительный прибор позволит изучить взаимосвязь галактик и сверхмассивных черных дыр, которые находятся в их активных центрах. «Между ними должна быть какая-то фундаментальная связь, — поясняет Постман, — но пока что мы не понимаем ее природы. Что появляется первым? Как они влияют на рост и гибель друг друга? Если наш мощный телескоп сумеет увидеть древнейшие галактики, лишенные таких черных дыр, можно будет с уверенностью сказать, что ведущую роль в этом тандеме играют галактики».

Добавим, что внимательные читатели ПМ уже знают, что скорее всего, первая скрипка принадлежит именно сверхмассивным черным дырам: это показало совсем недавнее исследование, о котором мы писали: «В начале были дыры».

Другие исследователи идут еще дальше: Дэн Лестер (Dan Lester) предлагает запуск уже 16-метрового телескопа, работающего в дальнем ИК-диапазоне. «Исследования в этой части спектра, — говорит он, — во многом отличны от проектов Шталя и Постмана, и во многом способны дополнить их. В дальнем ИК-диапазоне мы, по сути, смотрим не на сами звезды, а на излучение разогретых газа и пыли в их окрестностях. На самых ранних этапах формирования звезды, когда газопылевое облако еще довольно плотно, это излучение особенно важно, ведь видимый свет не может проникнуть сквозь это скопление. Наш телескоп позволит заглянуть внутрь таких гигантских «облаков» и увидеть, что происходит под ними».

Зато и наблюдения в этом диапазоне более сложны: длина инфракрасной волны на пару порядков больше, чем у видимого излучения, и получить четкую картинку — задача намного более сложная, требующая еще более крупных телескопов.

Как и проекты Шталя и Постмана, инфракрасный космический телескоп Лестера (названный SAFIR) предлагается в двух вариантах: с 8-метровым монолитным или 16-метровым сегментированным зеркалом. Понятно, что «возни» с 8-метровым зеркалом меньше, но 16-метровый, который бы уже в космосе разворачивался в циклопический телескоп, вызывает у ученого намного больший энтузиазм.

Ну и, конечно, на борту Ares V есть надежда вывести в космос масштабный телескоп, работающий в рентгеновском диапазоне. Сегодня так работает орбитальный Chandra, его диаметр всего 1 м, так что даже дух захватывает от возможностей, которые откроются с использованием 8-метрового рентгеновского телескопа… Особенно увлекся этой мыслью один из членов команды Chandra Роджер Бриссенден (Roger Brissenden).

«Gen-X (так называется проектируемый им зонд — ПМ) будет невероятно мощной рентгеновской обсерваторией, — говорит Бриссенден, — которая откроет новые горизонты для астрофизики. Он увидит самые первые черные дыры, звезды и галактики, сформировавшиеся спустя несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва. Он поможет понять, как они развивались и гибли со временем. Пока что такие исследования — почти полностью теоретические, ни один аппарат не позволяет полноценно работать со столь удаленными объектами. Но чувствительность будущего Gen-X, которая более чем в тысячу раз превысит возможности Chandra, поможет перевести эти работы в экспериментальную плоскость».

Ну а еще более крупными могут стать телескопы с жидким зеркалом, которые астрономы мечтают разместить… на Луне. Читайте: «Жидкий глаз».

По информации NASA