Европейцы запустили два уникальных исследовательских аппарата

Произведенный 14 мая запуск двух исследовательских аппаратов - Herschel и Planck - это кульминация не только самого сложного, масштабного и престижного, но и самого дорогостоящего проекта Европейского космического агентства (ESA) за всю его историю: суммарная стоимость двух миссий превышает 1,8 миллиарда евро. Но эта инвестиция, в отличие от многих других, столь же рискованных, вполне оправданная. Ведь эффективность подобных проектов определяется научной ценностью полученных с их помощью результатов, а тут тандем Herschel и Planck - вне конкуренции.

Между Hubble и James Webb

Если иметь в виду направление астрофизических исследований, то в принципе соперником Herschel мог бы быть телескоп Hubble, но он и морально, и физически изрядно устарел. Шутка ли - более 19 лет на орбите! Даже если его ремонт и модернизация, проводимые сейчас экипажем шаттла Atlantis, увенчаются полным успехом, все равно по основным параметрам он будет существенно уступать Herschel.

А преемник Hubble - космический телескоп James Webb - хоть и должен быть мощнее всех, стартует не ранее чем через пять лет, так что пока и он - не конкурент телескопу Herschel. Зато сейчас именно Herschel начнет те исследования, продолжить которые предстоит в будущем телескопу James Webb.

Herschel

Herschel - самый крупный на сегодняшний день космический телескоп, поясняет Франк Хельмих (Frank Helmich), научный сотрудник Нидерландского центра космических исследований SRON. Он оборудован зеркалом диаметром 3,5 метра, это на метр с лишним больше, чем у Hubble. Инструменты телескопа Herschel рассчитаны на наблюдения в инфракрасном диапазоне космического излучения. "Мы надеемся, что это позволит обнаружить самые старые галактики, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва, и лучше понять механизмы формирования звезд", - говорит ученый.

"Наблюдения в инфракрасном диапазоне позволяют увидеть космос в "совершенно ином свете" - как в прямом, так и в переносном смысле этого слова, - добавляет Альбрехт Поглич, научный сотрудник Института внеземной физики Общества имени Макса Планка в Гархинге близ Мюнхена и один из главных разработчиков телескопа Herschel. - Во-первых, теперь можно наблюдать объекты, невидимые в оптическом диапазоне, поскольку они слишком холодные, чтобы светиться. А во-вторых, появилась возможность заглянуть в области космического пространства, просто непрозрачные для видимого света". По мнению Поглича, этим и определяются основные направления исследований: процессы образования звезд из пыли и газа и процессы поглощения материи черными дырами".

Но для того, чтобы телескоп мог уловить крайне слабое инфракрасное - то есть тепловое - излучение, он сам должен быть холоднее наблюдаемых объектов. Поэтому Herschel представляет собой криогенный сосуд Дьюара, то есть что-то вроде термоса - правда, самого большого из всех, когда-либо запущенных в космос.

По словам Франка Хельмиха, на борту телескопа имеется емкость с жидким гелием объемом в 2300 литров. Гелий медленно испаряется и при этом охлаждает инструменты - как пот, испаряясь, защищает от перегрева наш организм. Запаса гелия должно хватить на 3,5 года. Когда он иссякнет, телескоп начнет нагреваться, инструменты выйдут из строя, и на этом миссия Herschel завершится.

Planck

Нет конкурентов и у космической обсерватории Planck, хотя диаметр ее зеркала составляет лишь 1,50 метра. Она предназначена для высокоточного измерения так называемого реликтового, то есть микроволнового космического фонового излучения - дошедшего до нас отголоска Большого взрыва.

Сходную задачу решал и запущенный NASA в 2001 году исследовательский аппарат WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), однако измерения Planck будут во много раз точнее. Температура микроволновых сенсоров на борту Planck, предназначенных для регистрации излучения в диапазоне от 25 до 1000 гигагерц, не должна превышать 0,1 градуса Кельвина, что требует еще более интенсивного - а значит, сложного, - охлаждения, чем в случае телескопа Herschel.

Измеренные с высокой точностью едва уловимые неоднородности фонового космического излучения позволят ученым сделать новые выводы о строении Вселенной и о функции доминирующих в ней загадочной темной материи и еще более загадочной темной энергии. Миссия Planck рассчитана на 15 месяцев: за это время аппарат должен успеть дважды отсканировать всю небесную сферу.

Ремонт невозможен

Никаких сеансов техобслуживания, ремонта и модернизации новых телескопов не предусмотрено - ни нынешних Herschel и Planck, ни будущего James Webb. Это связано, прежде всего, с тем, что все эти аппараты будут работать не на околоземной орбите высотой менее 800 километров, как Hubble, а в одной из так называемых точек Лагранжа системы Земля-Солнце. В таких точках, именуемых также точками либрации, силы гравитации двух массивных тел - в данном случае Солнца и Земли - уравновешивают друг друга, так что третье тело с пренебрежимо малой массой - в данном случае космический аппарат - может оставаться неподвижным относительно обоих массивных тел.

Недостаток такой позиции - в ее удаленности от Земли на 1,5 миллиона километров, преимущество - в том, что аппараты будут находиться над ночной стороной нашей планеты, которая заслонит их от ярких и жарких солнечных лучей, искажающих результаты измерения.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Дарья Брянцева