НАСА разрабатывает новую оптику для космического телескопа Страница 1 из 2


Новая технология позволит увидеть на планетах такие признаки жизни, как кислород и жидкая вода

Несмотря на то, что в последние 15 лет были обнаружены сотни планет, вращающихся вокруг других звезд, мы все еще не можем ответить на извечный вопрос о том, есть ли жизнь на какой-нибудь из этих планет. Однако новая технология НАСА может изменить ситуацию, предоставляя возможность наблюдать не только за планетами схожего с нашей размера, расположенными в потенциально обитаемой зоне своей звезды, но и возможность увидеть такие признаки жизни, как кислород и жидкая вода.

Ученые из Исследовательского центра НАСА «Эймс» в Моффитт Филд, штат Калифорния, разрабатывают новую оптику для космического телескопа, которая способна не только обнаруживать планеты, похожие на Землю, но и фотографировать их. Для создания таких фотографий, называемых «прямой визуализацией», в новой технологии будет использоваться так называемая методика фазово-индукционной амплитудной аподизации (PIAA). Разработка аподизации началась в 2003 году и за это время успела продемонстрировать правильность задумки концепции и технологии. Ученые протестировали прототип, и проект должен быть реализован в ходе предстоящих космических полетов, организуемых НАСА для получения изображений экзопланет. Сама миссия планируется на 2020-е годы.

«Блокируя блики и дифракции от звезды, мы сможем увидеть те планеты, которые без новой технологии были бы скрыты. Благодаря новинке мы впервые получим непосредственное изображение потенциально обитаемой зоны экзопланет», – рассказывает Руслан Беликов, астрофизик НАСА и технический руководитель группы в Эймсе, занимающейся экспериментальной разработкой коронографов.


Система PIAA использует два специально разработанных приспособления несферической оптики, чтобы изменить свет в «видении» телескопа и придать этому свету «высокую контрастность», пригодную для фотофиксации. Фото с сайта nasa.gov

Сегодня ученые в основном пользуются косвенными методами, одним из которых, к примеру, является «транзитный метод», для обнаружения планет за пределами Солнечной системы. В соответствии с ним измеряется затемнение звезды, когда планета проходит между ней и линией видимости телескопа. Наблюдая за изменениями освещенности звезд, ученые могут определить размер планеты, ее расстояние от звезды и орбитальный период. Этот метод в настоящее время используется миссией «Кеплер», запущенной НАСА в 2009 году; ее целью является нахождение в потенциально обитаемой зоне планет, схожих по размерам с Землей.

В будущем, однако, для обнаружения биомаркеров жизни, таких как кислород и жидкая вода, на планетах, внешне похожих на Землю, вращающихся вокруг звезд, похожих на наше Солнце, будет использован иной подход в дизайне и концепции. PIAA обладает возможностью «прямой визуализации», что обозначает фактическое фотографирование экзопланет. Трудности при создании таких фотографий в том, что блеск звезды вызывает дифракцию и блики, освещая вращающиеся по орбитам планеты. Чтобы решить эту проблему, телескопу необходимо подавить дифракцию света звезд.

Система PIAA использует два специально разработанных несферических зеркала, чтобы преобразовать свет, зарегистрированный датчиками телескопа, в новый распознаваемый им объект с высокой контрастностью. Эта новая высокая контрастность способна подавить дифракцию и превратить яркий свет от звезды на изображении в небольшое пятно, которое фактически блокирует свет, излучаемый звездой, что, тем не менее, не влияет на восприятие света, излучаемого планетами. Инструменты, которые блокируют свет звезд, как правило, называют «коронографами»; изначально они разрабатывались для блокировки сияния нашего Солнца, чтобы мы смогли видеть его внешнюю газовую оболочку или корону. PIAA – это своего рода особенно мощный тип коронографа, созданный на грани современных знаний физики.

Телескопическая оптика имеет крошечные дефекты, так называемые аберрации, которые вызывают нечеткость в изображении звезды. На современном уровне развития нашей цивилизации невозможно создать полностью свободную от аберраций оптику, однако их можно скорректировать с помощью отдельных зеркал, способных быстро менять свою форму. «Такие зеркала называются деформирующимися. Они предупреждают возможные искажений оптики телескопа», – пояснил Беликов. PIAA или в целом коронографы блокируют блеск звезд, однако они способны показывать Земле запрашиваемые планеты, только если размер телескопической оптики идеален, чего никогда не бывает.

  • 647
  • 12/03/2013

Смотрите также

Новое!

Не забудьте подписаться!

Категории