Телескопы будущего: Телескопы будущего будут «жидкими» и в 100 раз больше: как это возможно

ТОП-4 новаторских телескопа будущего

Сейчас научное сообщество ждет начала эксплуатации телескопа James Webb, который покажет нам Вселенную с беспрецедентным качеством с надеждой заглянуть в прошлое дальше, чем когда-либо прежде. В то же время по всему миру строятся новые телескопы, готовящие почву для новой эры в астрономии, которая, покажет, как Вселенная зарождалась и развивалась. Вот несколько самых новаторских телескопов на горизонте.

Тридцатиметровый телескоп

Тридцатиметровый телескоп

Тридцатиметровый телескоп назван в честь своего широчайшего главного зеркала, размер которого составит 30 метров в поперечнике. Изображения с Тридцатиметрового телескопа будут более чем в 12 раз четче, чем изображения с Hubble – космического телескопа-ветерана, который в последние годы начал работать со сбоями. Тридцатиметровый телескоп будет изучать некоторые из самых ранних источников света, а также физику ранней Вселенной, что поможет астрофизикам лучше понять темную материю. Протесты по поводу размещения телескопа на Гавайях задержали строительство, но ожидается, что телескоп запустят в срок в 2027 году.

Чрезвычайно большой телескоп

Главное зеркало нового телескопа Европейской южной обсерватории в чилийской пустыне Атакама будет даже больше, чем зеркало Тридцатиметрового телескопа – его диаметр составит 39 метров. Отсюда и название – Чрезвычайно большой телескоп (Extremely Large Telescope).

Чрезвычайно большой телескоп (Extremely Large Telescope)

ELT должен стать крупнейшим в мире телескопом видимого и инфракрасного света, а также будет способен фокусировать в 100 миллионов раз больше света, чем человеческий глаз. Ожидается, что он заменит Очень Большой Телескоп ESO. Научные цели телескопа включают изучение экзопланет и возможности существования жизни на некоторых из них, черных дыр, галактической эволюции и первых дней существования Вселенной. Запуск телескопа ожидается в 2027 году.

Гигантский Магелланов телескоп

Когда все будет готово, Гигантский Магелланов Телескоп (Giant Magellan Telescope) будет смотреть на космос с высоты в пустыне Атакама в Чили, которая славится своим идеальным местом для астрономических наблюдений. Оптико-инфракрасный телескоп высотой 12 этажей будет использовать семь основных зеркал (каждое диаметром более 8 метров) для фокусировки света из глубокого космоса.

Гигантский Магелланов Телескоп (Giant Magellan Telescope)

Согласно спецификации, GMT будет в четыре раза мощнее, чем телескоп JWST, и в 10 раз мощнее, чем Hubble. Он будет использовать различные инструменты для изучения экзопланет и потенциальных биосигнатур в их атмосферах, а также галактической эволюции, гравитационных волн и объектов, которые легко увидеть в ближнем инфракрасном диапазоне, таких как планетарные системы. Ожидается, что строительство телескопа будет завершено в 2029 году.

LSST

Legacy Survey of Space and Time (Унаследованный обзор пространства и времени, LSST) ранее назывался «Большой синоптический обзорный телескоп» также строится в пустыне Атакама. Этот телескоп будет оснащен самой большой из когда-либо созданных цифровых камер с чудовищным разрешением в 3,2 миллиарда пикселей. Объем информации, которую н будет собирать каждую ночь, составит 15 терабайт. Они будут включать данные о яркости, местоположении, форме и цвете объектов в ночном небе.

Телескоп LSST (Legacy Survey of Space and Time )

Идея состоит в том, чтобы отобразить огромный участок неба с такой частотой, что астрономы фактически получат покадровый фильм об наблюдаемой Вселенной с беспрецедентным разрешением. В то время как другие телескопы сосредотачиваются на определенных объектах в небе, LSST захватит широчайшую панораму, придав пространственный контекст работе всех других телескопов.

Напомним, что ранее обратная сторона Луны не уберегла китайский телескоп от радиошума.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t. me/ustmagazine

James Webb Вселенная Космический телескоп телескоп

Будущее космических телескопов: что нас ждет после «Джеймса Уэбба» и WFIRST?

Космический телескоп «Хаббл» трудится на благо науки на протяжении вот уже более 28 лет, расширяя горизонты нашего представления о Вселенной и открывая новые экзопланеты, часть из которых могут быть обитаемыми. Проверить это мы пока не можем, но в будущем у нас появится такая возможность. Телескоп «Джемс Уэбб» (JWST), который должен прийти на замену «Хаббла», все никак не соберется в космос. Проект более продвинутого телескопа NASA WFIRST, который должен отправиться в космос в середине 2020-х годов чуть было не отменили, но принятый вовремя бюджет сохранил поддержку программы. Однако в разработке находятся и другие телескопы, которые смогут превзойти и «Джемса Уэбба», и WFIRST.

Космический телескоп выглядит завораживающе в своей естественной среде обитания.

Телескоп «Джеймс Уэбб» в стерильном цеху сборки Космического центра имени Линдона Джонсона в Хьюстоне (США)

Напомним, что запуск многострадального «Джемса Уэбба» опять перенесен. Теперь на май 2020-го. Сейчас инженеры проводят его испытания и пытаются решить возникшие проблемы. А проблемы, следует сказать прямо, доходят до абсурда. Ну о чем говорить, если на одном из последних брифингов, касающихся статуса сборки звучали слова «с него сыплются винты и гайки»? В проект уже вложено более 8 миллиардов долларов. Не удивимся, если к 2020 году бюджет возрастет еще не пару миллиардов.

Такой штукой можно исследовать почти любые космические дали.

Широкодиапазонный инфракрасный телескоп (WFIRST). Должен в 100 раз превзойти возможности «Хаббла» (обладает в 100 раз более широким углом обзора) и обещает заняться передовыми вопросами в космологии и исследовании экзопланет. Его коронограф позволит наблюдать за экзопланетами напрямую и изучать их атмосферы. Если все пойдет по плану и запуск не будут переносить (во что мало верится), телескоп отправится в космос где-то в середине 2020-х годов.

Но сегодня нас интересуют не эти телескопы. Сегодня мы заглянем дальше в будущее и разберем телескопы, которые планируется (как минимум очень хотелось бы) запустить где-то в 2030-х годах, то есть уже после телескопов нового поколения, о которых говорилось выше.

Содержание

  • 1 Телескоп HabEx
  • 2 Телескоп Lynx
  • 3 Origins Space Telescope
  • 4 Телескоп LUVOIR
  • 5 Мечты астрономов и реальность

Телескоп HabEx

Первым телескопом, на который стоит обратить свое внимание, является HabEx (Habitable Exoplanet Imaging Mission, «Миссия по поиску обитаемых экзопланет»). Эта космическая обсерватория в теории сможет вести прямую съемку экзопланет, обращающихся вокруг других звезд. Его целями должны стать самые разнообразные планеты, начиняя от горячих юпитеров и заканчивая «суперземелями». Основной же его задачей будет поиск землеподобных планет и исследование их атмосфер.

Исследования миров будут проводиться через анализ световых волн, особенность изменения которых будет говорить о наличии у планеты той или иной биосферы

Для возможности наблюдения за планетами HabEx потребуется каким-то образом блокировать свет звезд, чтобы можно было увидеть менее яркие планеты, расположенные вокруг них. Сделать это можно двумя способами.

Для первого понадобится коронограф, представляющий собой по большому счету искусственный блокирующий экран, установленный внутри телескопа и закрывающий от него лучи света звезды. В таком случае оставшийся свет может отражаться от других объектов, расположенных возле звезды и может быть пойман специальным детектором. Наличие в телескопе зеркала с изменяемой поверхностью отражения и последующая тонкая настройка позволят разглядеть находящиеся у звезды планеты.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

Пример использования коронографа, установленного на телескопе VLT Европейской южной обсерватории можно посмотреть ниже. Центральная звезда двойной звездной системы HR 4796A в созвездии Центавра скрыта, что позволяет разглядеть вокруг нее протопланетный диск.

В космический телескоп можно увидеть и не такое.

А это, пожалуй, одно из самых крутых изображений за всю историю астрономии. С помощью одного из телескопов обсерватории Кека (Гавайи) удалось заснять четыре планеты размером с Юпитер, вращающиеся вокруг молодой звезды HR 8799 в созвездии Пегаса. Изображение создано на базе снимков, полученных в разное время наблюдений. Но выглядит от этого не менее впечатляюще.

Динамические изображения тоже доступны.

Второй метод будет заключаться в использовании отдельного космического аппарата Starshade в форме подсолнечника, который будет отлетать на десятки тысяч километров от телескопа, а затем раскрываться и блокировать свет интересующей звезды, позволяя вести наблюдение за имеющимися вокруг нее планетами. Особенность конструкции Starshade позволяет создавать очень темную тень, обеспечивая наиболее лучший обзор на интересующий объект.

Художественное представление прототипа Starshade – гигантской структуры, разработанной для блокирования яркого света звезд и последующего наблюдения с помощью телескопов за находящимися возле них планетами

Так это работает.

Еще одна прелесть Starshade заключается в том, что аппарат в теории можно будет использовать практически с любой космической обсерваторией.

В настоящий момент самым эффективным и доступным методом обнаружения новых экзопаленет является транзитный метод поиска или метод расчета лучевых скоростей. Однако благодаря таким телескопам, как HabEx за планетами станет возможно вести наблюдение напрямую.

Вам будет интересно: Как освоение космоса может привести к появлению нового вида людей?

В дополнении к своей основной задаче по поиску и изучению экзопланет HabEx будет заниматься и вопросами астрофизики, например, наблюдая за светом ранней Вселенной, или изучая химический состав больших звезд до и после их коллапса в сверхновые.

Телескоп Lynx

Основная конструкция.

Следующим телескопом идет Lynx – рентгеновский телескоп NASA нового поколения. На удивление название аппарата не является акронимом. Он назван в честь представителя семейства кошачьих – рыси (с английского «lynx»). В многочисленных культурах рыси считаются животными, обладающими сверхъестественной способностью видеть истинную природу вещей.

Рентгеновские лучи находятся на дальнем конце электромагнитного спектра (расположены между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением) и блокируются земной атмосферой. Поэтому для того чтобы их увидеть, необходим телескоп, находящийся в космосе. На данный момент флагманским рентгеновским телескопом является Космическая рентгеновская обсерватория «Чандра» NASA. Европейской космическое агентство собирается запустить в 2028 году свой рентгеновский телескоп ATHENA.

Концепт рентгеновского телескопа Lynx

Планируется, что Lynx будет работать в качестве партнера телескопу «Джеймс Уэбб», всматриваясь в края наблюдаемой Вселенной, раскрывая тайны появления первых сверхмассивных черных дыр и помогая составлять картину природы их формирования и слияния с течением времени. Он также сможет наблюдать за излучением, идущим от горячего газа ранней космической паутины, собирая данные о том, как формировались самые первые звезды и галактики.

После этого Lynx планируется использовать для исследования объектов, которыми до него занимались «Чандра», XMM Newton и другие рентгеновские телескопы: пульсаров, коллапсаров, сверхновых, черных дыр и многого другого. Даже обычные звезды могут создавать вспышки рентгеновского излучения, а значит и они станут объектами исследования.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

Основная часть материи Вселенной сосредоточена в облаках газа, разогретого до миллиона градусов Кельвина. И если мы хотим увидеть Вселенную такую, какая она есть на самом деле, нам необходимо вести наблюдение в рентгеновском диапазоне волн.

Рентгеновские телескопы отличаются от космических обсерваторий, таких как «Хаббл», работающих в видимом диапазоне волн. Здесь не получится использовать обычное зеркало, в которое будут ударяться рентгеновские лучи. Вместо этого для фокусировки лучей необходимо использовать зеркала скользящего падения, позволяющие перенаправлять попадающие в них фотоны в детектор.

Художественное представление Космической рентгеновской обсерватории «Чандра». На данный момент это самый чувствительный рентгеновский телескоп

Благодаря использованию трехметровому наружному зеркалу Lynx будет в 50-100 раз чувствительнее, получит в 16 раз больший угол обзора и сможет улавливать фотоны в 800 раз быстрее «Чандры».

Origins Space Telescope

Следующим идет Origins Space Telescope или просто OST. Этакий «Джемс Уэбб на стероидах», который должен прийти на замену телескопу «Спитцер». «Джеймс Уэбб» имеет 6,5-метровое зеркало, но с 9,1-метровым зеркалом чувствительность телескопа Origins Space Telescope должна в 30 раз превосходить чувствительность «Джеймса Уэбба». Планируется, что аппарат будет работать в инфракрасном диапазоне волн и вести наблюдение за самыми интересными объектами во Вселенной.

Художественное представление телескопа Origins Space Telescope (OST)

Телескоп будет не только огромным, но и очень холодным. Аэрокосмическому агентству NASA удалось охладить телескоп «Спитцер» до температуры 5 Кельвинов. Это всего на 5 градусов Цельсия выше абсолютного нуля и чуть теплее, чем температура реликтового излучения Вселенной. Благодаря специальной системе охлаждения инженеры планируют охладить OST до 4 Кельвинов. Разрыв звучит небольшим, но с технической точки зрения это очень сложная задача.

Вам будет интересно: Сколько еще продержтся Хаббл?

Вместо того, чтобы охладить аппарат жидким гелием, как это было сделано с телескопом «Спитцер», каждую деталь Origins Space Telescope необходимо будет охлаждать поэтапно, начиная с зеркал, радиаторов и заканчивая криокулером, установленным вокруг самих инструментов.

С помощью огромного холодного инфракрасного телескопа планируется изучение процессов формирования галактик, звезд и планет, а также поиск воды и парниковых газов в атмосферах экзопланет и исследования межзвездной пыли.

Представленные выше три проекта безусловно смогут продвинуть развитие астрономии вперед и повысить наши знания о Вселенной. Но самый большой и самый крутой проект ожидает вас ниже.

Телескоп LUVOIR

Телескоп «Джеймс Уэбб» будет очень мощным инструментом. Но работать аппарат будет в инфракрасном диапазоне волн, для того чтобы следить за более холодными объектами и явлениями во Вселенной, вроде красного смещения самых первых галактик или новообразующихся планетарных систем. Телескоп Origins Space Telescope призван стать более продвинутой версией телескопа «Джеймс Уэбб».

Телескоп LUVOIR (Large UV Optical Infrared Surveyor) в свою очередь станет настоящим наследником «Хаббла». Этот огромный аппарат сможет вести наблюдения в видимом, ультрафиолетовом и ближней части инфракрасного спектра.

Художественный концепт телескопа LUVOIR

В разработке находятся два концептуальных дизайна для данного телескопа. Согласно первому, аппарат планируется оснастить складным 8-метровым зеркалом и вывести на орбиту с помощью ракета-носителя тяжелого класса Falcon Heavy. Согласно другому концепту, телескоп планируется оснастить зеркалом с диаметром 16 метров (для сравнения диаметр зеркала «Хаббла» составляет всего 2,6 метра), что на 50% больше, чем у самого большого наземного телескопа такого же класса. Во втором случае планируется запуск с помощью ракеты-носителя Space Launch System. Какую версию в итоге выберут — будет зависть от ракет-носителей, которые будут использоваться в 2030 годы.

Аппарат получит широкий угол обзора и буде оснащен широким набором различных инструментов и фильтров, которые астрономы смогут использовать для наблюдения за чем угодно. Например, телескоп будет оснащен коронографом, о котором говорилось выше, следовательно, аппарат сможет вести наблюдения за планетами, «приглушая» свет их родных звезд. Наличие же спектрографа позволит ему проводить анализ химического состава атмосфер экзопланет.

LUVOIR призван стать отличным универсальным инструментом, предназначенным для великих открытий на полях астрофизики и планетологии. Среди его потенциальных возможностей: прямое наблюдение за экзопланетами и поиск биосигнатур. Телескоп сможет искать планеты самых разных классов, начиная от горячих юпитеров и заканчивая «суперземлями». Кроме того, LUVOIR позволит вывести наблюдение за объектами в Солнечной системе на совершенно иной уровень.

Энцелад, каким его видел «Хаббл» (слева) и каким его увидит LUVOIR (справа)

При желании мы сможем заглянуть в любой уголок Вселенной, расширив горизонты ее видимой величины, а также рассмотреть гораздо более мелкие объекты, которые не был способен увидеть «Хаббл». С помощью LUVOIR будут проводиться исследования самых первых галактик и звезд, а также расчеты распределения темной материи по Вселенной.

Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.

Ученые по-прежнему не могут до конца понять, что происходит, когда звезда набирает достаточно массы для того, чтобы зажечься. LUVOIR сможет обратить свой взор в сторону звездообразующих регионов и рассмотреть через газ и пыль самые ранние моменты рождения звезд и планет, которые их будут окружать.

Мечты астрономов и реальность

Представленные выше аппараты подогрели ваш энтузиазм в отношении будущего астрономии? Не спешите радоваться. Печальная новость заключается в том, что представленные в сегодняшней статье космические телескопы практически не имеют никаких шансов на то, чтобы однажды стать нашими глазами, следящими за дальними рубежами космического горизонта.

В начале этого месяца аэрокосмическое агентство NASA объявило о том, что собирается ограничить аппетиты планировщиков проектов по созданию новых космических телескопов и сокращает бюджеты разработкок до 3-5 миллиардов долларов. До этого момента инженеры даже не задумывались о каких-то рекомендациях, планах по бюджету и прочим бюрократическим вещам, они просто проектировали новые аппараты, которые смогут вывести науку на новый уровень.

Бюджет тех же телескопов HabEx, Lynx и OST согласно предварительным подсчетам может легко пересечь планку в 5 миллиардов долларов. А о том же LUVOIR придется вообще забыть – стоимость его создания может легко перевалить за отметку в 20 миллиардов долларов.

Даже несмотря на то, что Конгресс США настаивал на том, чтобы NASA получило больше средств на разработки, само аэрокосмическое агентство решило поумерить как свои аппетиты, так и аппетиты своих подрядчиков. И если учесть, насколько сильно за рамки бюджета вылилось создание передового космического телескопа «Джеймс Уэбб» и то, как у него обстоят дела сейчас, становится совершенно понятно, почему NASA решило пойти на такой шаг.

Вам будет интересно: Телескоп для поиска темной энергии будет наблюдать за 35 миллионами галактик

Изначально проект разработки «Джеймса Уэбба» был оценен в что-то среднее между 1,6 и 3,5 миллиардами долларов. В рамках этого бюджета аппарат планировалось запустить в период с 2007 по 2011 год. На текущий момент запуск запланирован самое раннее — на май 2020 года. При этом бюджет разработки по оценке Конгресса уже составляет 8,8 миллиардов долларов, а через 2 года может увеличиться до 10. Было бы заблуждением считать, что только у нас могут «пилить» бюджетные средства. Но, это полбеды. Основная проблема заключается в том, насколько безответственно основные подрядчики занимаются сборкой аппарата.

В последнем вибрационном испытании инженеры обнаружили, что из телескопа сыплются винты и шайбы. На минуточку речь идет не о сборке комода из IKEA, где в таком случае можно было просто сказать: «и так сойдет». Речь идет о телескопе, за почти 9 миллиардов долларов.

Финансовые аппетиты растут не только у создателей космического телескопа «Джеймс Уэбб». При изначальной оценке в 2 миллиарда долларов, текущая оценочная стоимость разработки телескопа WFIRST уже составляет 3,9 миллиарда долларов.

Простые ученые надеются на то, что все эти аппараты рано или поздно будут выведены на орбиту. Произойдет ли это до середины 2030-х годов, как было изначально запланировано в программах? Нужно настоящее чудо. На это чудо и остается пока уповать исследователям, считающим, что именно эти аппараты будут способны совершить новые важные открытия в астрономии.

ТОП-4 инновационных телескопа будущего

Сейчас научное сообщество ждет начала работы телескопа Джеймса Уэбба, который покажет нам Вселенную с беспрецедентным качеством, с надежда заглянуть в прошлое дальше, чем когда-либо прежде. В то же время во всем мире строятся новые телескопы, готовящие почву для новой эры в астрономии, которая покажет, как зарождалась и развивалась Вселенная. Вот некоторые из самых инновационных телескопов на горизонте.

Тридцатиметровый телескоп

Тридцатиметровый телескоп

Тридцатиметровый телескоп назван в честь самого широкого главного зеркала, размер которого составляет 30 метров в поперечнике. Изображения с Тридцатиметрового телескопа будут более чем в 12 раз четче, чем изображения с Хаббла, космического телескопа-ветерана, который в последние годы начал выходить из строя. Тридцатиметровый телескоп будет изучать некоторые из самых ранних источников света, а также физику ранней Вселенной, что поможет астрофизикам лучше понять темную материю. Протесты против размещения телескопа на Гавайях привели к задержке строительства, но ожидается, что телескоп будет запущен вовремя в 2027 г.

Экстремально большой телескоп

Главное зеркало нового телескопа Европейской южной обсерватории в чилийской пустыне Атакама будет даже больше, чем зеркало Тридцатиметрового телескопа – его диаметр составит 39 метров. Отсюда и название – Чрезвычайно Большой Телескоп.

Чрезвычайно большой телескоп

ELT станет крупнейшим в мире телескопом видимого и инфракрасного света, а также сможет сфокусировать в 100 миллионов раз больше света, чем человеческий глаз. Ожидается, что он заменит Очень Большой Телескоп ESO. В научные цели телескопа входит изучение экзопланет и возможности жизни на некоторых из них, черных дыр, галактической эволюции и ранних дней Вселенной. Запуск телескопа ожидается в 2027 г.

Гигантский Магелланов Телескоп

Когда все будет готово, Гигантский Магелланов Телескоп будет смотреть в космос с высоты в пустыне Атакама в Чили, которая славится своим идеальным местом для астрономических наблюдений. Оптико-инфракрасный телескоп высотой 12 этажей будет использовать семь основных зеркал (каждое диаметром более 8 метров) для фокусировки света из дальнего космоса.

Giant Magellan Telescope

Согласно спецификации, GMT будет в четыре раза мощнее, чем телескоп JWST, и в 10 раз мощнее, чем Хаббл. Он будет использовать различные инструменты для изучения экзопланет и потенциальных биосигнатур в их атмосферах, а также галактической эволюции, гравитационных волн и объектов, которые легко видны в ближнем инфракрасном диапазоне, таких как планетарные системы. Ожидается, что строительство телескопа будет завершено в 2029 году. .

LSST

В пустыне Атакама также строится Унаследованный обзор пространства и времени (LSST), ранее называвшийся «Большой синоптический обзорный телескоп». Этот телескоп будет оснащен самой большой из когда-либо созданных цифровых камер с огромным разрешением в 3,2 миллиарда пикселей. Объем информации, которую он будет собирать каждую ночь, составит 15 терабайт. В них будут включены данные о яркости, расположении, форме и цвете объектов на ночном небе.

Телескоп LSST (устаревший обзор пространства и времени)

Идея состоит в том, чтобы отобразить огромный участок неба с такой частотой, что астрономы фактически получат покадровую пленку наблюдаемой Вселенной с беспрецедентным разрешением. В то время как другие телескопы фокусируются на определенных объектах в небе, LSST захватывает самую широкую панораму, придавая пространственный контекст работе всех других телескопов.

Ранее обратная сторона Луны не защищала китайский телескоп от радиопомех.

Следите за нами в Твиттере, чтобы своевременно получать самые интересные космические новости
https://twitter. com/ust_magazine

Космический телескоп Джеймса Уэбба telescope Universe

Взгляд на телескопы будущего и то, что мы увидим через них

Космический телескоп Хаббл может не дожить до 2030. В настоящее время срок службы Хаббла превышает его первоначальный 15-летний срок службы на 12 лет, а научная деятельность Хаббла должна завершиться в 2021 году. Предлагаемая миссия по обслуживанию может продлить работу любимого космического телескопа еще дольше, но в конечном итоге эра Хаббла подойдет к концу. .

К счастью, в настоящее время разрабатывается ряд новых телескопов, как космических, так и наземных, чтобы исследовать космос, как никогда раньше. Вот пять прицелов, которые нас больше всего волнуют.

Космический телескоп Джеймса Уэбба

НАСА

Джеймс Уэбб является официальным преемником Хаббла, хотя это будет совсем другой телескоп. В отличие от Хаббла, Джеймс Уэбб будет вращаться не вокруг Земли, а вокруг Солнца. Гигантский космический телескоп будет находиться на расстоянии около 1,5 миллиона километров (932 000 миль) от Земли во второй точке Лагранжа, или L2, и оставаться на темной стороне Земли, вращаясь вокруг Солнца вместе с нашей планетой.

Джеймс Уэбб будет иметь в пять раз большую площадь собирания, чем Хаббл, с диаметром зеркала 6,5 метра по сравнению с 2,4 метра Хаббла. Массивное зеркало сможет обнаруживать объекты в 16 раз слабее, чем Хаббл. Телескоп настолько велик, что для запуска его нужно будет сложить, а процесс раскладывания его 18 массивных позолоченных зеркал займет около пяти месяцев. Поскольку телескоп будет находиться на таком большом расстоянии от Земли, астронавты не смогут связаться с Джеймсом Уэббом для ремонта или технического обслуживания — по крайней мере, с современными технологиями космических полетов — поэтому очень важно, чтобы процессы развертывания, тестирования и охлаждения шли в соответствии с план.

Основное различие между Джеймсом Уэббом и Хабблом, однако, заключается в том, что Джеймс Уэбб будет проводить наблюдения в основном в инфракрасном свете, в то время как Хаббл оптимизирован для видимого и ультрафиолетового света. Более длинные волны инфракрасного света легче проходят сквозь обломки, поэтому Джеймс Уэбб сможет смотреть сквозь газ и пыль звездных туманностей, чтобы увидеть, как внутри формируются звезды и планеты.

Инфракрасные возможности Джеймса Уэбба также позволят ему заглянуть во вселенную глубже, чем когда-либо прежде, увидев свет от объектов, которые образовались всего через 100 миллионов лет после Большого взрыва. Этот свет настолько стар и путешествовал так долго, что по мере расширения Вселенной он проник глубоко в инфракрасную часть спектра. Что именно увидит Джеймс Уэбб, когда мы сфокусируем его на начале времен, остается только гадать.

Гигантский Магелланов Телескоп

Корпорация GMTO

Джеймс Уэбб будет большим, и у него будет главное преимущество работы за пределами атмосферы Земли, но астрономы придумывают несколько невероятных способов сделать наши наземные телескопы еще более чувствительными. Первый способ получить четкие изображения слабых объектов, конечно же, состоит в том, чтобы увеличить размер телескопа, а апертура Гигантского Магелланова Телескопа (GMT) составит гигантские 24,5 метра в диаметре, что составляет площадь сбора в 80 раз больше. больше, чем у Хаббла, и примерно в 15 раз больше, чем у Джеймса Уэбба. Каждое из семи зеркал GMT будет весить колоссальные 15 тонн.

Гигантский Магелланов Телескоп, строящийся в высокогорной пустыне Атакама в Чили, как ожидается, будет завершен к 2025 году, хотя операции могут начаться раньше только с четырьмя из семи зеркал. Как и Хаббл, он будет проводить наблюдения в видимом свете. В космосе разрешающая способность GMT будет примерно в 10 раз выше, чем у Хаббла, но на земле изображения будут не такими четкими. Постоянно движущийся воздух атмосферы искажает свет звезд и других проходящих через него объектов. Вот почему звезды кажутся «мерцающими» невооруженным глазом, но это может стать серьезной проблемой при попытке получить четкое изображение через телескоп.

К счастью, у GMT есть удивительная новая технология, называемая адаптивной оптикой, для исправления размытого света, проходящего через земную атмосферу. Вторичные зеркала в телескопе будут гибкими, а приводы, управляемые компьютером, будут деформировать эти гибкие зеркала сотни раз в секунду, чтобы скорректировать размытый свет. Телескоп будет использовать шесть лазерных лучей для создания искусственных звезд на небе для калибровки адаптивной оптики, как и Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории (VLT). С помощью адаптивной оптики GMT сможет приблизиться к тому же разрешению, как если бы он был в космосе, и он даже сможет отображать планеты, вращающиеся вокруг других звезд — первые изображения экзопланет.

Широкоугольный инфракрасный обзорный телескоп

НАСА

В 2012 году Национальное разведывательное управление (NRO) подарило НАСА два идентичных космических телескопа. Подаренные телескопы имеют тот же размер, что и Хаббл, но имеют более короткое фокусное расстояние и более широкое поле зрения. Они не смогут заглянуть так глубоко в космос, как Хаббл, но они смогут за один раз получить изображение большей области космоса.

На момент пожертвования НАСА уже рассматривало возможность создания широкоугольного инфракрасного обзорного телескопа, известного как WFIRST. Когда они получили новые космические телескопы от NRO, был сформирован план по превращению первого из двух телескопов в более мощную версию WFIRST, и в феврале 2016 года проект был официально обозначен как миссия НАСА 9.0007

Планируемый к запуску в 2020-х годах WFIRST попытается объединить преимущества Слоановского цифрового обзора неба — наблюдения за большими участками неба — со способностью Хаббла наблюдать за объектами на больших расстояниях. WFIRST сможет захватить в 100 раз большую площадь неба, которую может просматривать Хаббл, с отдельными изображениями, содержащими более миллиона галактик, и будет иметь почти такую ​​​​же разрешающую способность, что и Хаббл, благодаря тому же типу адаптивной оптики, что и GMT — впервые такая технология будет использована в космосе.

Проводя такие огромные наблюдения за небом, WFIRST будет использоваться для измерения эффектов темной энергии, расширения Вселенной и искривления пространства-времени с большей точностью, чем когда-либо прежде. WFIRST может сказать нам, является ли темная энергия собственной уникальной формой энергии или ее можно объяснить общей теорией относительности. Космический телескоп также будет использовать методы гравитационного линзирования для проведения масштабных исследований экзопланет, возможно, обнаружив намного больше планет за пределами нашей Солнечной системы, чем даже космический телескоп Кеплер, который уже нашел более 3000.

Большой синоптический обзорный телескоп

Национальная оптическая астрономическая обсерватория

Большой синоптический обзорный телескоп (LSST), строящийся в настоящее время на горе Серро-Пахон в северной части Чили, станет первым телескопом такого рода. С 8,4-метровым главным зеркалом LSST предназначен для сканирования всего южного неба всего за несколько ночей. Этого можно достичь благодаря скорости, с которой будет работать телескоп, а также огромной 3,2-гигапиксельной камере — самой большой из когда-либо созданных цифровых камер размером с автомобиль.

LSST предназначен для изучения того, как Вселенная изменяется с течением времени — дней, недель, месяцев, лет и, в конечном счете, десятилетий. Некоторые из самых ценных наблюдений, которые у нас есть, – это стеклянные астрономические пластины столетней давности, потому что они показывают нам, как выглядело небо столетие назад. LSST разработан специально для отслеживания изменений в небе, поэтому у нас есть полная запись движения небесных тел в будущем.

Начиная с января 2022 года, LSST начнет 10-летнее исследование, в ходе которого каждую ночь будет проводиться 1000 пар экспозиций, что составляет 15 терабайт данных. Это в сотни раз быстрее, чем Sloan Digital Sky Survey, который создает большую карту Вселенной один раз в год. LSST обнаружит высокоскоростные объекты в нашей Солнечной системе и звезды-изгои, проносящиеся по Млечному Пути.

Скорость LSST идеально подходит для съемки сверхновых, быстрой и жестокой смерти массивных звезд. Усовершенствованный телескоп также может стать самым чувствительным инструментом для поиска и отслеживания объектов, сближающихся с Землей, или ОСЗ — астероидов, которые могут столкнуться с Землей в будущем. В глубоком космосе LSST также сможет записывать изменения яркости объектов, поскольку рядом проходят невидимые массивные тела, такие как черные дыры, что позволит нам создать более полную картину неба, чем когда-либо прежде.

Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой

Информационное агентство СиньхуаGetty Images

Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой, или FAST, является крупнейшим радиотелескопом с одной тарелкой в ​​мире. FAST был завершен в сентябре 2016 года и построен в естественной воронке впадины в провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая.

Обладая огромной площадью сбора 196 000 квадратных метров, FAST может обнаруживать самые слабые радиосигналы, даже работая здесь, на Земле, где много радиопомех. Телескоп уже заключил контракт с инициативой Breakthrough Listen для поиска сигналов, передаваемых разумными инопланетными цивилизациями.

Чтобы найти инопланетян с помощью FAST, конечно, потребуется удача, но массивная радиотарелка годится для гораздо большего. Недавно астрономы впервые обнаружили одно из самых загадочных явлений во Вселенной — быстрый радиовсплеск (FRB). Исследовательская группа обнаружила, что FRB исходит из карликовой галактики, которая находится в трех миллиардах световых лет от нас. Расстояние и происхождение предполагают, что FRB мог быть вызван сверхмассивной черной дырой, выбрасывающей материал, сверхяркой сверхновой или, возможно, даже магнитаром — особым типом нейтронной звезды с огромным магнитным полем. Потребуются дальнейшие наблюдения этого и других FRB с использованием радиотелескопов по всему миру, чтобы выяснить, что именно создает быстрый радиовсплеск, и FAST — идеальный телескоп для помощи в таком исследовании.

Это также может быть идеальным телескопом для обнаружения сигнала, отправленного домой с космического корабля, который мы запускаем к Альфе Центавра, ближайшей к нам звездной системе. Прорыв Starshot надеется отправить зонд к Альфе Центавра еще при нашей жизни — небольшой нанозонд с отражающей поверхностью, который будет использовать фотонную тягу, обеспечиваемую лазерной системой на Земле, для достижения релятивистских скоростей около 20 процентов скорости света.