Рой спутников как замена больших орбитальных телескопов
Космические телескопы имеют огромную важность для науки, они позволяют получать информацию, которую иными средствами никак не получить. Но их разработка — весьма сложный и трудозатратный процесс. Если что-то пойдет не так, вся работа может оказаться напрасной. Проблемы с орбитальными телескопами возникают постоянно — от «Хаббла» до «Джеймса Уэбба».
В последнем случае запуск системы откладывался несколько раз, поскольку команда разработчиков не может запустить на орбиту телескоп, в работе которого есть даже малейшие неточности и погрешности. Скорее всего, «Уэбб» все же будет запущен, но создание его — крайне сложный процесс. Сделать что-то еще более масштабное — почти непосильная задача. Но выход есть.
Ученые из университета имени Бен-Гуриона (Израиль) предлагают изменить подход при создании орбитальных телескопов. Возможно, эти системы не нужно делать единым монолитом (в случае «Джеймса Уэбба» это именно монолит, хотя и составной). Вместо этого можно запустить целый рой спутников, которые будут получать множество изображений. Их станут обрабатывать при помощи мощного компьютера, синтезируя огромные качественные снимки.
Примером может служить система из трех спутников. Два синхронно движутся по определенной орбите, получая снимки в равные промежутки времени. Далее полученная информация отправляется на третий спутник, который все это объединяет. Получается, что два спутника создают фотографии синтетической апертуры, а третий все это обрабатывает. В итоге получаемые снимки превосходят по качеству (вернее, могут превосходить) фотографии, получаемые монолитными системами.
Израильские разработчики утверждают, что для работы такой системы не нужны сверхсложные зеркала, можно обойтись относительно простыми линзами. Система из нескольких спутников может создавать изображения, которые равны по качеству тем фотографиям, что можно получить лишь при помощи телескопа, оснащенного гораздо большим по размеру зеркалом. При этом выход из строя одного спутника не смертельная для проекта проблема.
Небольшой спутник можно заменить. А вот если в космосе возникнут проблемы у гиганта вроде «Джеймса Уэбба», то, скорее всего, исправить это никто не сможет. Кроме того, стоимость создания синхронных систем из большого количества спутников гораздо ниже стоимости создания монолитного орбитального телескопа.
Правда, есть одна проблема. Дело в том, что космические телескопы должны проводить измерения необычайной степени точности. Стороннее движение в долю миллиметра может свести на нет результаты продолжительной работы. Если система состоит из нескольких спутников, то добиться точности несколько сложнее, чем в случае работы «монолита». Но все же можно.
В пространстве телескопы ориентируются по «маякам», чаще всего это яркие звезды. Иногда используются и лазерные лучи, но не слишком часто, это скорее исключение. У этих методов есть достоинства и недостатки, причем их довольно много. Ученые из MIT уверены, что все это можно решить при помощи запуска в определенные точки пространства вокруг Земли специальных спутников, которые будут служить маячками для более крупных систем. Они станут лазерными указателями, формируя навигационную систему, которую можно будет использовать для решения широкого спектра задач.
Спутники смогут обеспечивать свет, характеристики которого не будут слишком сильно изменяться с течением времени. Кроме того, спутник будет передавать в общую систему свои характеристики, включая положение в пространстве, так что при помощи этих данных можно будет добиться высокой точности измерений составного орбитального телескопа.
Обе технологии находятся в зачаточном состоянии. Но если теория окажется правильной и все будет работать на практике (узнать это можно будет лишь через несколько лет), то целые рои небольших спутников будут отправлены в околоземное космическое пространство, где станут выполнять роль наблюдателей за «внешним миром». Это станет прорывом в современной астрономии. Конечно, здесь слишком много «если», но хотелось бы надеяться, что идея практически реализуема.
