Астроном предлагает превратить Землю в линзу для гигантского телескопа - «Наука и техника»

Добавлено 02-авг-2019, 20:39 От Ayrton

Атмосферу Земли можно использовать в качестве гигантской линзы, фокусирующей проходящий через нее свет звезд в точку, расположенную неподалеку от орбиты Луны. Построенный на ее базе "терраскоп" будет в тысячи раз превосходить "Хаббл" и любые другие обсерватории, заявил известный планетолог Дэвид Киппинг.
"Хаббл" и многие другие орбитальные телескопы имеют достаточно скромные размеры по меркам наземных обсерваторий, однако они могут получать намного более четкие изображения далеких планет, галактик и звезд.
Причина этого очень проста — даже самый чистый и разреженный воздух гор, где построены крупнейшие оптические телескопы мира, содержит в себе массу пыли, микробов и других частиц, рассеивающих свет.
Долгое время ученые считали, что эти помехи невозможно уничтожить, из-за чего постройка больших телескопов с зеркалом, чей диаметр составляет несколько десятков метров, считалась абсолютно пустой тратой денег.
На рубеже веков физики обнаружили, что эту проблему можно решить, наблюдая не за настоящими, а фиктивными звездами на ночном небе, которые "рисуются" на нем при помощи лучей лазера с четко заданной длиной волны и другими свойствами. Благодаря этой технологии, сегодня на Земле функционирует сразу несколько десятиметровых телескопов, а также строятся две 30-метровых обсерватории.
Постройка всех этих приборов потребовала огромного вложения средств, сотен миллионов и даже миллиардов долларов. Дальнейший прогресс, скорее всего, потребует еще больше ресурсов, так как стоимость обсерваторий растет в геометрической прогрессии при увеличении диаметра их зеркала. В частности, постройка 100-метрового телескопа обойдется примерно в 35 миллиардов долларов, что не по карману даже самым богатым странам.
Планетолог из университета Колумбии в Нью-Йорке выяснил, как этих трат можно избежать, используя относительно компактный орбитальный телескоп размером с "Хаббл". Он пришел к такому выводу, изучив на то, как свет далеких звезд, галактик и прочих объектов космоса взаимодействует с атмосферой Земли.

"Свет далеких звезд, проходящий через атмосферу Земли, преломляется на угол всего в один градус по отношению к ее поверхности. Это фокусирует его в точку, расположенную на дистанции в 85% от расстояния между Землей и Луной, что позволяет использовать планету как линзу для телескопа, который бы находился в этой области космоса", — объясняет астроном.

Руководствуясь этой идеей, Киппинг просчитал то, как сильно эта "земная линза" будет усиливать свет и можно ли ее использовать на практике, учитывая существование облаков, наличие пыли, бактерий и прочих помех в атмосфере.
Как оказалось, "терраскоп" размером с "Хаббл", если разместить его в оптимальной точке на орбите, можно превратить в аналог классического наземного или космического телескопа, диаметр чьего зеркала будет увеличен в 22,5-45 тысяч раз в зависимости от времени суток и погоды на Земле.
Подобные "терраскопы", как отмечает Киппинг, позволят увидеть не только самые далекие звезды галактики, но рассмотреть окружающие их планеты и даже их луны. Единственным ограничением здесь выступает то, что планетарная линза пропускает далеко не все виды инфракрасного излучения и видимого света — часть его будет поглощена водяными парами и другими молекулами в атмосфере Земли.
Тем не менее, большинства подобных помех, как считает планетолог, можно будет избежать, если разместить телескоп на границе между "сферой влияния" притяжения Земли и открытым космосом. В таком случае лучи далеких звезд почти не будут попадать в стратосферу и взаимодействовать с облаками, пылью, аэрозолями и другими скоплениями материи.

"Мои расчеты касаются только оптических и инфракрасных телескопов, однако еще более потрясающих эффектов можно добиться, перейдя в область радиоволн. В таком случае, на работу "терраскопа" не будут влиять облака и солнечный свет, и его можно будет установить прямо на поверхность Луны. С другой стороны, наземные интерферометры позволяют уже сейчас добиться сопоставимых результатов заметно меньшей ценой", — заключает ученый.

•••