Луншар: флот флота орбитальных телескопов в Китае

Команда китайских радиоастрономов предложила амбициозный проект, чтобы поместить парк радиосвязи «матери» и «дочери» на лунную орбиту. Погрузившись в тень Луны, спутники заглянут в «Великий туман изначальной вселенной», сразу после космического рассвета.

Вначале был только изначальный водород, плавающий в космической темноте. Затем, всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, первые звезды вспыхнули в жизнь. Самые старые звезды сформировались из изначального водорода и собрались в галактики, которые мы все еще можем увидеть. Но очень старые вещи тоже очень далекие. Самые дальние, самые старые звезды имеют свет, который полностью смещается из видимого спектра, вниз в инфракрасный.

Эти древние атомы водорода держат ключ к так называемым «темным векам» вселенной, и они могут научить нас о структуре вселенной, в которой мы живем сегодня. Но невозможно обнаружить их ультра-перевязанный свет от Земли из-за вмешательства в рамках человеческой радиоприемники, сказал ученый-проект Чен Сюэлей из национальных астрономических обсерваторий Китая в Пекине. Таким образом, Чен и его коллеги предложили другое решение: семейство спутников «матери» и «дочери», которое сделало бы их наблюдения в радио -тени Луны.

Спутники «матери и дочь»

Чен и его команда получили название своего проекта Hongmeng после «Великого тумана изначальной вселенной» в китайской мифологии. Их дизайн включает в себя «спутник матери», координирующий множество девяти «дочерних спутников» на орбите вокруг Луны. Каждый спутник дочери несет радиоприемник, с которым он будет наблюдать атомы водорода с дальней стороны луны. Как только спутники вернется на ближнюю сторону Луны, спутник матери позвонит домой с данными наблюдения.

По словам Чэнь, загрязнение радио -шумом может быть в десять тысяч раз сильнее, чем целевые сигналы. Этот шум может исходить из источников повсюду, от земных радиопередач до сигналов, таких как пульсары, из -за обода. Следовательно, миссия должна была бы посвятить один из его дочери спутникам мониторингу радиосвязи «шум». Это позволяет ученым -миссии выбирать свои желаемые сигналы от космического DIN.

Спутники дочери Хонгменга будут охотиться за сигналами с частотами всего 1-30 МГц. Эти сверхпрочные волны могут пройти, когда все остальные сигналы поглощаются межзвездным газом и пылью.

Матери-спутник сочетает сигналы, собранные любыми двумя дочерними спутниками, используя методику, называемую интерферометрией, которая использует тонкие различия в синхронизации для создания изображения высокого разрешения радиоэлектростанции. Техника похожа на интерферометрию Earthside. Фактически, в начале этого года коллективные усилия сотен астрономов превратили дюжину радиообсерваторий в один гигантский телескоп размером с Землю. С этой разрешающейся силой они запечатлели первые прямые изображения Стрельца А*, черной дыры Бегемота в центре Млечного Пути. На лунной орбите Hongmeng создаст радиотелескоп размером с луны.

«Откройте для себя неизвестные неизвестные»

Чен и его коллеги впервые предложили миссию Hongmeng в 2015 году. Теперь, когда спутниковая массива завершила пятилетнее техническое обоснование и тестовый рейс с беспилотниками, пришло время искать финансирование. Если проект получит одобрение, Чен говорит, что у команды могут быть спутники в небе к 2026 году для трехлетней миссии.

«При таком динамичном дизайне Hongmeng может пройти обзор с высоким разрешением с беспрецедентными низкими частотами всего за один год»,-сказал Ву Джи, бывший директор Национального центра космических наук. Ву участвовал на ранних стадиях проекта Hongmeng, но больше не участвует непосредственно.

«Пришло время рассмотреть новую космическую миссию, чтобы исследовать и раскрыть тайны этой волны», - сказала команда в исследовании. «Как первая миссия исследователей, основные научные цели DSL - это (1) открыть новое окно наблюдения, отображая небо и каталогизируя основные источники на этой длине волны, раскрыть новые астрофизические явления на этой длине волны и Откройте для себя неизвестные неизвестные; (2) Чтобы исследовать темные века и космический рассвет, проведя высокопрофильные измерения глобального спектра ».

Тень Луны

Даже в радиоунильной тени Луны миссия столкнется с некоторыми серьезными инженерными проблемами. Одна проблема - огромные температурные перепады между беспрепятственным солнцем и темнотой тени луны. Как и Hongmeng, космический телескоп Джеймса Уэбба видит в инфракрасном виде. Но эти двое используют совершенно другой подход к тени Луны.

НАСА поместило телескоп Джеймса Уэбба на орбиту вокруг точки L2 Земли-Сун для термической стабильности. Даже в глубоком пространстве Уэбб нуждается в активном охлаждении, потому что его собственной температуры тела достаточно, чтобы ослеплять его инфракрасные глаза. Орбиантное L2, телескоп будет держаться подальше от теней Земли или Луны.

Но там, где Уэбб ищет тепловую стабильность, избегая перехода от оттенка на солнце и обратно, Хонгменг ныряет и из тени. Этот тепловой поток может искажать данные и даже повредить тонкую проводку. Как Хонгменг справится со стрессом - и очистит сигнал - еще неизвестно.

Тем не менее, Чен остается оптимистичным. «Мы разобрались со всеми ключевыми технологиями, - сказал он, - и уверены в отправке спутников на лунную орбиту».

Функция изображения Кредит: Китайская академия наук, через SCMP