Космический телескоп Хаббла предоставил нам огромное количество данных, но выведение его на орбиту и обслуживание оказались очень дорогими. Телескоп SuperBIT - интригующая альтернатива, поскольку он висит под воздушным шаром, а не запускается топливо-пожирающей ракетой.
SuperBIT - это аббревиатура от Superpressure Balloon-borne Imaging Telescope (телескоп, переносимый воздушным шаром сверхдавления), и разрабатывается в рамках сотрудничества между Университетом Торонто, Принстонским университетом, британским Даремским университетом, НАСА и Канадским космическим агентством. При бюджете в 5 миллионов долларов на его строительство и эксплуатацию он, как утверждается, будет стоить примерно одну тысячную стоимости спутника с аналогичным оснащением.
Сам телескоп включает в себя зеркало диаметром 0,5 метра и привязан к заполненному гелием воздушному шару размером с футбольный стадион и объемом 532 000 куб. метров. Этот воздушный шар поднимает SuperBIT на высоту около 40 км над уровнем моря, где он находится примерно над 99,5% атмосферы Земли. Это позволяет получать четкие и стабильные изображения небесных тел, которые были бы искажены атмосферной турбулентностью при наблюдении с земли.
И хотя обычные метеорологические шары обычно могут оставаться в воздухе только несколько дней, прежде чем их гелий рассеется, воздушный шар «сверхдавления» SuperBIT содержит свой гелий в течение нескольких месяцев. Это означает, что телескоп должен иметь возможность оставаться на высоте в течение этого времени, снимать фотографии ночью и использовать свои солнечные батареи для подзарядки батарей в дневное время.
«Это такое же качество, которое вы получили бы от космического телескопа такого размера, но оно значительно дешевле», - говорит кандидат в докторантуру Университета Торонто, Мохамед Шаабан. «Снижение стоимости делает его значительно более доступным».
Телескоп SuperBIT, устанавливаемый на воздушном шаре, перед взлетом во время испытательного полета из Тимминса, Онтарио. Фото: Barth Netterfield/Steven Li
Чтобы предотвратить потерю записанных данных при неудачной посадке или других происшествиях, SuperBIT будет периодически извлекать, отслеживаемые по GPS, жесткие диски с данными, которые будут сбрасываться с парашютом на землю в ходе каждой миссии. Сбросы не будут происходить над океаном, где диски просто утонут.
Как только миссия будет завершена, воздушный шар лопнет, и телескоп вернется на Землю на парашюте. Затем можно получить все его данные, и любые необходимые обновления или ремонт могут быть выполнены до его следующего запуска.
Напротив, обслуживание телескопа Хаббла обычно включает отправку к нему астронавтов. Чтобы свести эти полеты к минимуму, такие космические телескопы включают средства защиты от сбоев, такие как системы резервирования, что значительно увеличивает их стоимость. Более того, в то время как конструкция SuperBIT была быстро доработана и усовершенствована в ходе многочисленных испытательных полетов, космические телескопы должны быть близки к совершенству перед их первоначальным запуском, а это означает, что на их проектирование уходит гораздо больше времени.
«Тот факт, что у нас есть эти испытательные полеты, означает, что шкала времени разработки - от дня начала до дня завершения - значительно короче», - говорит Шаабан. «Это способствует сокращению затрат, но, что более интересно, означает, что вы можете идти в ногу с последними достижениями в области технологий».
После успешного выполнения четырех таких испытательных полетов (последний из которых был в 2019 году), SuperBIT теперь должен начать свою первую официальную миссию в апреле следующего года. После того, как он будет оснащен большим 1,5-метровым зеркалом (для справки у Хаббла есть 2,4-метровое зеркало), а также широкоугольным объективом и датчиком изображения большего размера, он будет запущен с площадки в Ванаке, Новая Зеландия.
Составное оптическое и ультрафиолетовое изображение SuperBIT туманности Орёл, расположенной в 7000 световых лет от Земли. Фото: SuperBIT team, from Romualdez et al. (2018) SPIE 10702
Планируется, что он затем совершит несколько кругосветных путешествий вокруг Земли под действием вполне предсказуемых сезонных ветров. При этом он будет использовать технику, известную как гравитационное линзирование, для исследования свойств темной материи.
И нет, SuperBIT - не единственный в мире телескоп, устанавливаемый на воздушном шаре. Телескоп GRIPS уже использовался для изучения солнечных вспышек, а запуск ASTHROS НАСА запланирован на декабрь 2023 года.
В телескоп встроено зеркало диаметром 0,5 метра. Фото: Steven Benton
SuperBIT успешно выполнил четыре испытательных полета. Фото: Steven Benton
Источник: New Atlas / Royal Astronomical Society
