Вчера мимо Земли на расстоянии двух орбит Луны пролетел астероид диаметром около 150 м. Объект не представлял для нас угрозы, но учёные решили воспользоваться шансом и заглянуть в его недра. О результатах эксперимента пока не сообщается, но в случае успеха опыт будет повторён в отношении более опасного астероида Апофис, который пролетит мимо Земли в 2029 году на удалении всего 32 тыс. км.

Комплекс HAARP. Источник изображения: HAARP

Для обнаружения астероидов используются более короткие радиоволны, которые дают представление о размерах объекта и позволяют вычислить его скорость и траекторию. Но для отражения угрозы желательно знать состав астероида. Эксперимент с зондом-камикадзе DART NASA показал, что удар по астероиду может удивить, если это космическое тело не монолитная скала, а скреплённая гравитацией груда камней, как оказалось на практике. Заглянуть внутрь астероида можно попытаться с помощью более длинных радиоволн, которые могут проникнуть на глубину и отразиться от его недр.

Вчерашний эксперимент поставлен на базе комплекса HAARP на Аляске (High Frequency Active Auroral Research Program). Антенна HAARP в момент максимального сближения астероида 2010 XC15 с Землёй облучила его радиосигналом частотой 9,6 МГц с двухсекундными интервалами. Отражённый сигнал принимался длинноволновыми антенными решётками Университета Нью-Мексико и радиообсерватории Оуэнс-Вэлли.

Через какое-то время после обработки данных мы сможем узнать о результате. В любом случае учёные смогут лучше подготовиться к встрече с Апофисом 13 апреля 2029 года. Ранее считалось, что этот астероид размерами до 340 м рискует столкнуться с Землёй в 2068 году, но уточнение его траектории позволило удалить этот объект из каталога опасных для Земли как минимум на 100 лет. Но узнать, как он устроен внутри — это ценно само по себе.

После тридцати лет разработок в Австралии началось строительство крупнейшей в мире обсерватории — радиотелескопа Square Kilometre Array (SKA), который будет использовать для наблюдения за космосом более 100 тыс. антенн. Ожидается, что он поможет учёным выяснить, как и когда сформировались первые звёзды и галактики, а также — поможет изучить тёмную энергию, причины расширения Вселенной и открыть другие тайны космоса. И потенциально будет способствовать поискам инопланетной жизни.

SKA-Low в представлении художника. Источник изображения: Министерство промышленности, науки и ресурсов Австралии

Изначально SKA будет использовать два массива — один из них, SKA-Low из 131 072 антенн, будет расположен в Западной Австралии. Массив будет чувствителен к низкочастотным радиосигналам (50 – 350 МГц), он будет в 8 раз чувствительнее сопоставимых современных радиотелескопов и в 135 быстрее них будет заниматься картографией звёздного неба. Антенны SKA-Low будут собраны в 512 групп, по 256 антенн на каждую. От центрального компактного ядра размером 1 км в поперечнике дальнейшие станции будут расположены по трем спиральным рукавам, расходящимся от центра по огромной площади — максимальное расстояние между двумя самыми дальними станциями составит 65 км. Площадь системы составил 400 тыс. м².

Источник изображения: skao.int

Второй массив из 197 обычных «тарелок» — SKA-Mid, будет построен в Южной Африке. Существующий радиотелескоп MeerKAT станет частью массива SKA-Mid, к его тарелкам диаметром 13,5 м присоединятся более крупные тарелки SKA диаметром 15 м, объединенные в одну систему. Они смогут принимать сигналы с частотой от 350 МГц до 15,4 ГГц, а в перспективе и до 24 ГГц. Из центрального ядра диаметром около 1 км антенны будут располагаться в виде трех спиральных рукавов, покрывающих огромное расстояние — две самые дальние антенны в SKA-Mid будут удалены друг от друга на 150 км.

SKA-Mid. Источник изображения: skao.int

По словам директора объекта SKA-Low доктора Сары Пирс (Sarah Pearce), обсерватория определит следующие 50 лет земной радиоастрономии, отслеживая рождение и смерть галактик, обеспечивая учёным поиск новых типов гравитационных волн и расширяя границы известной человечеству Вселенной. По данным Пирс, SKA будет достаточно чувствителен для того, чтобы распознать гипотетический радар обычного аэропорта на планете, вращающейся вокруг звезды в десятках световых лет от Земли, поэтому он, возможно, поможет ответить на один из наиболее важных вопросов — одиноко ли человечество во Вселенной?

По мнению многих учёных, SKA способен «поменять правила игры» в астрономии и его появление станет важной вехой в исследованиях. По имеющимся данным, над разработкой десятилетиями трудились более 1000 человек. Как сообщают исследователи, благодаря высокой чувствительности радиотелескоп позволит «всмотреться» в глубокую древность и изучать события, буквально времён начала нашей Вселенной, когда формировались её первые звёзды, излучение от которых уже дошло до Земли.

Источник изображения: Министерство промышленности, науки и ресурсов Австралии

Как сообщила Прайс, вновь говоря о разрешающей способности телескопа, он способен «распознать мобильный телефон в кармане астронавта на Марсе, находящегося в 225 млн километрах». Более того, если у ближайших звёзд есть технологически развитые цивилизации близкого к нам уровня, SKA поможет распознать «утечки» радиоизлучения от их радио- и телекоммуникационных сетей. Это первый телескоп, достаточно чувствительный для этого — он будет объединять данные, собираемые на разных континентах.

Телескоп призван выполнить массу задач, и как было в с случае с «Хабблом», позволит делать открытия, недоступные современной науке в принципе.

В Австралии SKA Organisation сотрудничает с Государственным объединением научных и прикладных исследований (CSIRO) для строительства и управления телескопами.

Крупнейший в мире радиотелескоп со сплошной антенной решёткой — 500-метровый китайский FAST — обнаружил самое большое во Вселенной облако из атомов водорода. Оно в 20 раз превышает размеры нашей галактики Млечный путь. Нюанс в том, что выявленное облако газа находится в межгалактической среде, где ему нет места в теориях земных учёных. Вероятно, модели эволюции звёзд и галактик необходимо будет пересмотреть.

Радиотелескоп FAST. Источник изображения: SCMP

После краха радиотелескопа «Аресибо» в Пуэрто-Рико китайский радиотелескоп Five hundred meter Aperture Spherical Telescope (FAST) или, по-русски, «Сферический телескоп с пятисотметровой апертурой», стал важнейшим земным инструментом в наблюдении за небом в радиодиапазоне. С момента ввода в эксплуатацию в 2016 году радиотелескоп FAST сделал множество открытий. В одном из новых исследований международная группа учёных сделала неожиданное открытие, обнаружив невообразимое газовое облако из молекулярного водорода в области пространства, где его не должно было бы быть.

Согласно теориям и наблюдениям, молекулярный водород концентрируется в галактиках и больше всего в центрах галактик. Это материал для образования звёзд, где ему есть определённое природой место. Однако свежие наблюдения с помощью FAST за группой галактик под названием Квинтет Стефана показал, что облако молекулярного водорода находится далеко от скопления галактик и его плотность на порядок ниже, чем обычно. В теории такого не может быть, поскольку космическое излучение давно бы его рассеяло (следует помнить, что телескопы заглядывают в прошлое нашей Вселенной и то, что мы видим, относится к делам давно минувших эпох). Учёные оценили время жизни облака газа в 1 млрд лет.

Группа галактик Квинтет Стефана. Источник изображения: NASA / «Джеймс Уэбб»

С учётом открытия сделано предположение, что подобных «невозможных» газовых структур во Вселенной может быть больше. Обнаружение новых облаков газа в межгалактической среде поможет уточнить модели возникновения и эволюции галактик, о чем мы наверняка знаем далеко не всё.

Китайские учёные завершили технико-экономическое обоснование проекта космического радиотелескопа, который разместится на орбите Луны и поможет земной науке заглянуть в Тёмные века нашей Вселенной, когда ей было около 200 млн лет. Радиосигналы из той эпохи не могут пробиться сквозь шум радиопомех на Земле, а отсутствие в те времена звёзд не позволяет получить данные в видимом и инфракрасном свете. Остаётся Луна или её орбита, где влияние шумов намного меньше.

Источник изображения: Chinese Academy of Sciences

В идеальном случае астрономы хотели бы построить радиотелескоп на обратной стороне Луны. Рано или поздно такой проект будет реализован, но, очевидно, в не очень близком будущем. Гораздо проще и дешевле запустить радиотелескоп на орбиту Луны, чтобы он работал в те моменты, когда Луна экранирует радиофон со стороны нашей планеты, а делает она это очень и очень хорошо, что, например, заставляет запускать спутники-ретрансляторы для проведения космических миссий на обратной стороне Луны.

С другой стороны, проблема с космическими телескопами в том, что пока невозможно создать достаточно большую антенну, чтобы поместить её в головную часть ракеты-носителя. Китайский проект Discovering the Sky at the Longest Wavelength или Hongmeng («Великий туман первозданной вселенной» в китайской мифологии) предполагает запуск на орбиту Луны спутника ретранслятора, который также будет обрабатывать данные, и линейного массива небольших спутников с антеннами.

Фактически на орбите Луны может быть развёрнут распределённый радиотелескоп, благодаря синхронизации данные с которого будут рассматриваться как сигналы с одной большой антенны. Такой радиотелескоп будет осматривать небо, находясь на дальнем конце лунной орбиты над тёмной стороной Луны, а передавать данные на Землю будет после прохода над видимой стороной спутника.

Продвигающая проект группа китайских учёных в этом году завершила технико-экономическое обоснование проекта Hongmeng. Работы над проектом начались в 2015 году и включали испытания отдельных технологий на беспилотниках. Земные распределённые радиотелескопы учёные давно используют для наблюдения за небом, но создавать радиотелескоп на движущихся объектах ещё не пытались.

Учёные утверждают, что все ключевые моменты для реализации проекта Hongmeng в космическом масштабе испытаны и могут быть переведены в практическую плоскость. Если проект будет утверждён властями Китая, запустить лунную обсерваторию можно будет через 3,5 года.

Лунный радиотелескоп будет искать признаки атомарного водорода в Тёмные века юной Вселенной. Это очень и очень слабые сигналы, выделить которые из шума окружающего космоса будет непросто даже на обратной стороне Луны.

Вместе со вспышками на Солнце в космос выбрасываются также потоки высокоэнергетических частиц — так называемая коронарная масса. До 70-х годов прошлого века учёные не могли наблюдать подобных явлений, а отслеживать их стоит — слишком мощные потоки могут навредить не только космонавтам и спутникам, но также земным системам связи и энергоснабжения. Взять под постоянный контроль эту активность Солнца решили в Китае, для чего строят радиотелескоп.

Источник изображения: China News Service

Солнечный радиотелескоп Даочэн (DSRT) строится на площадке высоко на Тибетском нагорье в провинции Сычуань и будет состоять из 313 антенн, каждая из которых диаметром 6 метров. Антенны будут расположены по кругу со 100-метровой башней в центре. Комплекс будет эквивалентен антенному массиву диаметром 3,14 км. Все 313 антенн массива будут работать согласованно по специально написанному алгоритму. Строительство, как ожидается, будет завершено к концу текущего года.

«DSRT станет крупнейшей в мире круговой решёткой для получения радиоизображений Солнца и позволит более точно наблюдать корональные выбросы массы», — сказал на прошлой неделе Китайской службе новостей Ву Цзюньвэй (Wu Junwei) из Национального центра космической науки, который курирует проект на месте.

Телескоп DSRT будет работать в паре с другим телескопом наблюдения за солнечной активностью — Mingantu, который строится во Внутренней Монголии. Mingantu — это сцинтилляционный телескоп, который будет создавать пространственную карту распределения солнечного ветра по искажению радиосигналов из далёкого космоса. Это будут косвенные наблюдения, тогда как решётка DSRT будет следить непосредственно за выбросами корональной массы. В паре оба инструмента выведут Китай в мировые лидеры по наблюдению за космической погодой в Солнечной системе.

Источник изображения: China News Service

Судя по всему, Китай готовится к массовому присутствию в космосе, поскольку космическая погода определяет возможности космической связи и безопасные траектории для космических аппаратов, а также заостряет внимание на здоровье космонавтов. Это особенно важно за пределами магнитного поля Земли, например, на орбите Луны, где частицы Солнечного ветра могут нанести ущерб оборудованию кораблей и здоровью людей.