Первый лунный радиотелескоп будет установлен на обратной стороне Луны в следующем году

Радиоастрономия произвела революцию в изучении Вселенной, предоставив для исследований обширный электромагнитный спектр, невидимый человеческому глазу. С её помощью были открыты пульсары, квазары, радиогалактики, сверхмассивные чёрные дыры и микроволновые отголоски Большого взрыва. К сожалению, Земля — не самое подходящее место для подобных наблюдений из-за огромного количества помех. Поэтому учёные решили разместить новый радиотелескоп на обратной стороне Луны.

Источник изображений: Brookhaven National Laboratory

Слушать музыку космических сфер — занятие не из лёгких, поскольку Земля — совсем не тихий уголок, когда речь идёт о радиоволнах и других видах электромагнитного излучения. Не говоря уже о наземном радио- и телевещании, спутниковых сигналах или повсеместном присутствии мобильных телефонов, существуют искры автомобильных двигателей, микроволновые печи, удары молний, сигналы GPS, отражения от ионосферы и даже птичий помёт на антенне, которые могут испортить результаты многодневных наблюдений.

Астрономы пытаются избавиться от этих помех с помощью электронных и цифровых фильтров, а также путём размещения радиотелескопов в отдалённых районах или в зонах радиомолчания, охраняемых законом, в США, Южной Африке, Австралии и Бразилии. Однако этого всё равно бывает недостаточно из-за слабости изучаемого сигнала.

Учёные и инженеры из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США совместно с NASA, Калифорнийским университетом и Лабораторией Лоуренса запланировали эксперимент под названием LuSEE-Night, который должен продемонстрировать возможность удалённой установки и эксплуатации радиотелескопа на Луне, способного передавать важные научные данные. Отсутствие помех обеспечивается естественным экраном в виде спутника Земли массой 7,34767309 × 10¹⁹ тонн.

Радиотелескоп LuSEE-Night входит в состав коммерческого лунного посадочного модуля Blue Ghost 2 компании Firefly Aerospace, запуск которого запланирован на конец этого или начало следующего года. Он представляет собой автономный приборный комплекс, предназначенный для мониторинга низкочастотных радиосигналов в диапазоне частот от 0,1 до 50 МГц и помогает астрономам составить полную картину этого диапазона волн. Он также способен регистрировать любые сигналы в смещённой в красную область 21-сантиметровой линии нейтрального водорода. По мнению учёных NASA, это ключ к разгадке тайн «тёмных веков» космоса — периода после появления реликтового излучения (через 380 000 лет после Большого взрыва) и до образования первых звёзд и галактик.

Работающее на солнечной энергии устройство размером 1 × 1 × 0,7 м основано на 4-канальной системе приёма 50-мегагерцовой полосы частот Найквиста и радиоспектрометре для выделения полезных сигналов, собираемых четырьмя 3-метровыми холоднокатаными монопольными антеннами из бериллиевой меди со спиральными пружинами и двумя ортогональными дипольными антеннами, размещёнными на расстоянии примерно 6 м друг от друга. Эта антенная решётка способна поворачиваться как для калибровки телескопа, так и для наведения на определённую часть неба.

Для защиты от неблагоприятных лунных условий радиотелескоп LuSEE-Night оснащён отражающим экраном, защищающим от солнечного тепла днём, и литий-ионным аккумулятором весом 40 кг и ёмкостью от 6500 до 7160 Вт·ч для обогрева устройства в течение 14-дневной лунной ночи, когда температура опускается до −173,15 °C.

Разработчики рассчитывают, что срок службы LuSEE-Night составит около 18 месяцев. В случае успеха эксперимента не исключено, что в будущем кратеры на обратной стороне Луны, усилиями астрономов, превратятся в гигантские антенны радиотелескопов, изучающих тайны Вселенной.