31 декабря 2023 года с американской антарктической станции Мак-Мердо был запущен телескоп GUSTO.
Аппарат НАСА отправился в полет при помощи гигантского воздушного шара, диаметр которого сравним с размерами футбольного поля.
КАКОВА ЦЕЛЬ МИССИИ?
В отличие от своих более именитых, дорогостоящих и технически сложных «коллег» – телескопов «Хаббл» или «Джеймс Уэбб» – зона исследования GUSTO ограничена лишь нашей галактикой (а также соседней – Большим Магеллановым Облаком). Более того, авторов проекта интересуют не столько небесные тела, находящиеся в Млечном пути (например, звезды, планеты и астероиды), сколько пространство между ними.
Главная цель телескопа – подробно изучить, что представляет собой межзвездная среда и из каких химических элементов она состоит.
Межзвездная среда представляет собой пространство, в котором газ и пыль способны накапливаться в молекулярные облака: эти гигантские космические структуры также называют «звездными колыбелями» – в них при определенных условиях формируются новые звезды.
Как говорят авторы миссии GUSTO, одна из задач телескопа – изучить, как именно эти облака формируются.
КАК ИМЕННО GUSTO БУДЕТ ИЗУЧАТЬ МЕЖЗВЕЗДНОЕ ПРОСТРАНСТВО?
На телескопе установлены датчики, нацеленные на поиск определенных атомов и молекул – углерода, азота и кислорода. Создатели аппарата сравнивают его с сверхмощной радиосистемой, которая способна получать сигналы о нахождении того или иного химического элемента в разных частях космоса.
«По сути, у нас есть радиосистема, которую мы построили, и мы можем повернуть ручку и настроиться на частоту этих радиолиний, — объяснил глава исследовательской команды GUSTO Крис Уокер. — И если мы что-то слышим, мы знаем, что это они. Мы знаем, что это те самые атомы и молекулы».
Обнаружив скопления тех или иных веществ в разных частях галактики, ученые смогут составить трехмерную карту межзвездного пространства в Млечном пути.
Запуск телескопа на аэростате был необходимостью, так как обнаружить углерод, азот и кислород с наземных телескопов крайне сложно. Этому препятствует водяной пар в земной атмосфере, который мешает измерениям. Аэростат, который поднимется на высоту в 36 километров, окажется над большей частью водяного пара, что для данного вида измерений сопоставимо с тем, как если бы телескоп находился на околоземной орбите.
Подготовка телескопа. Фото: José Silva on behalf of the GUSTO Team
ПОЧЕМУ ШАР БЫЛ ЗАПУЩЕН В АНТАРКТИДЕ?
Антарктида – очень удобное место для подобных миссий. Летом в южном полушарии континент постоянно получает много солнечного света, что способствует устойчивости аэростата.
Атмосферные явления в Антарктиде благоприятны и для нужной траектории полета: благодаря антициклонам в районе Южного полюса воздушные шары способны беспрепятственно кружить над континентом.
В качестве точки запуска была выбрана станция Мак-Мердо – это крупнейшее поселение и исследовательский центр на южном континенте. Эта круглогодичная станция находится на острове Росса; на Мак-Мердо круглогодично проживает более тысячи человек.
Телескоп был доставлен в Антарктику в октябре 2023 года на борту самолета C-130. Это был первый в истории случай, когда данный тип самолета использовался для доставки грузов в Антарктиду.
Ожидается, что аппарат проведет в небе над Антарктидой не менее 55 дней. За траекторией полета можно следить в реальном времени на сайте Колумбийского научного центра.
КТО ИНИЦИАТОРЫ МИССИИ?
Миссия GUSTO – результат сотрудничества нескольких крупных исследовательских и инженерных центров.
- План миссии, а также сам аэростат с прикрепленной к нему гондолой разработали инженеры Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд.
- Ученые Университета Аризоны в Тусоне ответственны за разработку самого телескопа.
- В свою очередь все установленные на телескопе датчики были созданы инженерами Лаборатории реактивного движения НАСА в калифорнийской Пасадене, учеными Массачусетского технологического института в Кембридже, специалистами Университета штата Аризона в Темпе и Нидерландского института космических исследований.
Впервые о создании этого телескопа в НАСА заговорили в 2014 году. Финансирование проекта осуществлялось в рамках программы Explorers – долгосрочного проекта НАСА, цель которого – работа над сравнительно недорогими и выполняющими конкретные научные задачи космическими миссиями.
Explorers – знаковая программа: начатая 66 лет назад, она помогла осуществить свыше 90 миссий. В числе проектов этой программы – запуск первого американского спутника Explorer-1 в 1958 году.
ЭТО ЕДИНСТВЕННАЯ МИССИЯ НАСА, СВЯЗАННАЯ С ЗАПУСКОМ АЭРОСТАТОВ?
Вовсе нет. НАСА регулярно отправляет в небо множество различных аэростатов, Мак-Мердо в Антарктиде – лишь одна из стартовых площадок. В числе других – Колумбийский научный центр в штате Техас, Форт-Саммер в Нью-Мексико и остров Уоллопс в Вирджинии.
Для полетов НАСА использует два типа аэростатов: с нулевым давлением и сверхдавлением. Первый обычно используется для коротких полетов, однако (как в случае с GUSTO) долгосрочные полеты на них также возможны – но лишь в приполярных регионах.
Как правило, аэростаты НАСА поднимаются на высоту не менее 24 километров, однако некоторые проводили измерения и на высоте в почти 50 километров.
Одно из главных преимуществ использования аэростатов – их относительно невысокая стоимость. Для некоторых исследовательских задач ученым достаточно лишь достичь сравнительно небольшой высоты, чтобы нижние слои атмосферы не мешали измерениям; поэтому запускать дорогостоящие ракеты в этих случаях нецелесообразно.