Космический телескоп James Webb (JWST), запущенный 25 декабря с космодрома Куру ракетой Ariane 5, приближается к месту своей работы — точки Лагранжа L₂ системы «Солнце-Земля». Впереди долгие месяцы настроек и калибровок… А специалисты тем временем заняты проектированием еще более мощного инструмента для исследований Вселенной. Ему присвоили предварительное название LUVOIR.
Аббревиатура LUVOIR расшифровывается как «большой, ультрафиолетовый, оптический, инфракрасный» и отображает спектральный диапазон, в котором будет вести наблюдение новый инструмент. Согласно предварительным проектам, он должен простираться от 100 нм до 2,5 мкм. Телескоп должен сосредоточиться на изучении внесолнечных планет, в первую очередь проверяя их пригодность для жизни путем анализа состава атмосферы и поверхности. Главной его задачей будут спектральные исследования. Он будет искать на далеких мирах признаки биосигнатур — молекул кислорода, озона, воды, аммиака, углекислого и угарного газов, а также более сложных органических соединений типа аминокислот и спиртов. Также LUVOIR будет изучать характеристики центральных светил, вокруг которых обращаются экзопланеты. Он будет измерять их массу, температуру и колебания, уровень высокоэнергетического излучения, интенсивность магнитных полей. Дополнительно его планируют задействовать для поиска жизни на спутниках планет Солнечной системы с криовулканизмом — Европе и Энцеладе.
Больше, еще больше…
Относительно того, насколько большим будет новый телескоп, существует два принципиально разных взгляда. Согласно первой концепции, его главное зеркало должно было быть размером 8 м. Существовали даже планы его вывода на орбиту в «целостном» виде, для чего нужно было разработать отдельную модификацию сверхтяжелой ракеты SLS с увеличенным головным обтекателем. Но после успешного запуска обсерватории JWST специалисты сделали окончательный выбор в пользу рефлектора из шестиугольных сегментов. Сейчас продолжаются дискуссии о его размерах и о том, из скольких отдельных сегментов он будет состоять. В версии LUVOIR-B его эквивалентный диаметр достигает 8 м, а количество сегментов составляет 39, причем зеркало не имеет центрального «отверстия» — все научные инструменты размещаются в первичном фокусе. Этот вариант может быть спроектирован, собран и запущен примерно в середине 30-х годов текущего столетия.
Более интересной кажется версия LUVOIR-A с апертурой свыше 15 м. Ее главное зеркало с «пустым» центром состоит из 120 шестиугольников с тщательно отполированной поверхностью, покрытой серебром. В центре установят приемники изображения. Самая сложная задача в этом случае будет заключаться в «выравнивании» всех этих зеркальных элементов, чтобы они образовали одну гиперболическую поверхность с точностью до 1/8 длины световой волны (примерно 70 нм). Технологически такая конструкция гораздо сложнее, и отправить ее в космос удастся не ранее 2039 года. Но она предоставит астрономам невиданные доселе возможности для изучения экзопланет и очень далеких галактик, существовавших в пределах миллиарда лет после Большого взрыва. На поверхности спутников Юпитера столь мощная обсерватория сможет «рассмотреть» детали размером до 25 км.
Научные инструменты
С инструментальной оснасткой LUVOIR ученые уже определились. Основными его научными приборами станут коронограф ECLIPS, позволяющий напрямую наблюдать землеподобные экзопланеты, а также ультрафиолетовый мультиобъектный спектрограф LUMOS и поляриметр POLLUX. Очевидно, в процессе проектирования обсерватории техника наблюдений будет совершенствоваться. Поэтому выбор наилучшей системы получения изображений с высоким разрешением конструкторы сделают позже.
Также телескоп будет иметь многослойный теплозащитный экран, похожий на аналогичный элемент конструкции JWST, но в десятки раз больший по площади. Он позволит без дополнительных затрат охладителя поддерживать температуру зеркала и приемников изображения на уровне -3°C. Этого должно быть вполне достаточно для наблюдений в выбранном участке инфракрасного спектра. Местом работы обсерватории станет уже хорошо «освоенная» точка Лагранжа L₂.
Финальный дизайн LUVOIR еще не утвержден. Собственно, в настоящее время он имеет статус финалиста отбора среди проектов Large Strategic Science Missions, более известных как миссии класса Flagship. Они включают в себя научные программы общей стоимостью более миллиарда долларов США. Тремя другими финалистами в области астрофизики стали рентгеновская обсерватория Lynx, инфракрасный телескоп Origins і проект поисков пригодных для жизни планет HabEx.
Плановый срок функционирования обсерватории LUVOIR составит 5 лет с возможностью продления еще на 10 лет. Ее общая стоимость, в зависимости от выбранной конфигурации, оценивается в пределах от 18 до 25 млрд долларов.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
