Космічний телескоп James Webb (JWST), запущений 25 грудня з космодрому Куру ракетою Ariane 5, наближається до місця своєї роботи — точки Лагранжа L₂ системи «Сонце-Земля». Попереду довгі місяці налаштувань і калібрувань… А фахівці тим часом зайняті проєктуванням ще більш потужного інструменту для досліджень Всесвіту. Йому присвоїли попередню назву LUVOIR.
Абревіатура LUVOIR розшифровується як «великий, ультрафіолетовий, оптичний, інфрачервоний» і відображає спектральний діапазон, у якому вестиме спостереження новий інструмент. Згідно з попередніми проєктами, він має простягатися від 100 нм до 2,5 мкм. Телескоп має зосередитися на вивченні позасонячних планет, насамперед здійснюючи перевірку їхньої життєпридатності шляхом аналізу складу атмосфери та поверхні. Головним його завданням будуть спектральні дослідження. Він шукатиме на далеких світах ознаки біосигнатур — молекул кисню, озону, води, аміаку, вуглекислого та чадного газів, а також більш складних органічних сполук на кшталт амінокислот і спиртів. Також LUVOIR вивчатиме характеристики центральних світил, навколо яких обертаються екзопланети. Він вимірюватиме їхню масу, температуру та її коливання, рівень високоенергетичного випромінювання, інтенсивність магнітних полів. Додатково його планують задіяти для пошуків життя на супутниках планет Сонячної системи з кріовулканізмом — Європі та Енцеладі.
Більше, ще більше…
Щодо того, наскільки великим буде новий телескоп, існує два принципово різних погляди. Згідно з першою концепцією, його головне дзеркало мало бути розміром 8 м. Існували навіть плани його виведення на орбіту в «цілісному» вигляді, для чого треба було розробити окрему модифікацію надважкої ракети SLS зі збільшеним головним обтічником. Але після успішного запуску обсерваторії JWST фахівці зробили остаточний вибір на користь рефлектора з шестикутних сегментів. Зараз тривають дискусії стосовно того, наскільки великим він буде та зі скількох окремих сегментів складатиметься. У версії LUVOIR-B його еквівалентний діаметр сягатиме 8 м, а кількість сегментів складатиме 39, причому дзеркало не матиме центрального «отвору» — всі наукові інструменти розмістяться у первинному фокусі. Цей варіант може бути спроєктований, зібраний і запущений приблизно в середині 30-х років поточного століття.
Більш цікавою видається версія LUVOIR-A з апертурою понад 15 м. Її головне дзеркало з «порожнім» центром складатиметься зі 120 шестикутників із ретельно відполірованою поверхнею, покритою сріблом. У центрі розташуються приймачі зображення. Найскладнішим завданням у цьому разі буде «вирівняти» всі ці дзеркальні елементи, щоб вони утворили одну гіперболічну поверхню з точністю до 1/8 довжини світлової хвилі (приблизно 70 нм). Технологічно така конструкція буде набагато складнішою, і відправити її у космос вдасться не раніше 2039 року. Але вона надасть астрономам досі небачені можливості для вивчення екзопланет і надзвичайно далеких галактик, що існували у межах мільярда років після Великого вибуху. На поверхні супутників Юпітеру така потужна обсерваторія зможе «роздивитися» деталі розміром до 25 км.
Наукові інструменти
З інструментальним оснащенням LUVOIR учені вже загалом визначилися. Основними його науковими приладами стануть коронограф ECLIPS, що надасть можливість прямого спостереження землеподібних екзопланет, а також ультрафіолетовий мультиоб’єктний спектрограф LUMOS і поляриметр POLLUX. Очевидно, що у процесі проєктування обсерваторії техніка спостережень буде вдосконалюватися. Тому вибір кращої системи отримання зображень із високою роздільною здатністю конструктори зроблять пізніше.
Також телескоп матиме багатошаровий теплозахисний екран, схожий на аналогічний елемент конструкції JWST, але в десятки разів більший за площею. Він дозволить без дотаткових витрат охолоджувача підтримувати температуру головного дзеркала та приймачів зображення на рівні -3°C. Цього буде цілком достатньо для спостережень в обраній ділянці інфрачервоного спектру. Місцем роботи обсерваторії стане вже добре «освоєна» точка Лагранжа L₂.
Фінальний дизайн LUVOIR ще не затверджений. Власне, наразі він має статус фіналісту відбору серед проєктів Large Strategic Science Missions, більш відомих як місії класу Flagship. Вони включають у себе наукові програми загальною вартістю понад мільярд доларів США. Трьома іншими фіналістами в підрозділі астрофізики є рентгенівська обсерваторія Lynx, інфрачервоний телескоп Origins і проєкт із пошуку придатних до життя планет HabEx.
Плановий термін функціонування обсерваторії LUVOIR складе 5 років із можливістю продовження ще на 10 років. Її загальна вартість, у залежності від обраної конфігурації, оцінюється в межах від 18 до 25 млрд доларів.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
