Художественная концепция телескопа Китайской космической станции (CSST). Авторы и права: Jaimito130805, CC BY-SA 4.0

Что значит иметь космический телескоп

Владение космическим телескопом и управление им действительно открывает двери в сокровищницу информации о Вселенной. Несомненно, именно это послужило мотивом для создания космического телескопа Хаббла (HST). Мечта об исследовании космоса побудила Германа Оберта в 1920-х годах написать полунаучно-фантастические трактаты об орбитальных телескопах на астероидах. По его мнению, астрономы будут жить и работать в космосе, используя телескоп в течение продолжительных периодов времени. Их взгляду не мешали бы Земля и ее атмосфера. Это видение вдохновило многих более поздних ученых начать реальное планирование космического телескопа. Кульминацией их работы стала HST, первая из так называемых «великих обсерваторий», выведенная на орбиту. Остальные - рентгеновская обсерватория Чандра, гамма-обсерватория Комптона и космический телескоп Спитцер.

С научной точки зрения орбитальные космические телескопы предлагают огромные выгоды в широком диапазоне электромагнитного спектра. Например, до HST никто не имел четкого представления о размерах галактик во Вселенной. Знаменитые изображения Hubble Deep Field позволяют астрономам наблюдать звезды и галактики такими, какими они были вскоре после Большого взрыва, как в видимом, так и в инфракрасном свете. HST показал проблески крупномасштабной структуры в космосе и таких маленьких объектов, как экзопланеты, кометы и астероиды. Все великие обсерватории подготовили почву для новых поколений орбитальных инструментов, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба, GAIA Европейского космического агентства, телескоп НАСА WISE, а теперь и CSST.

Большие обсерватории НАСА (CGRO, Chandra, HST и Spitzer) со шкалой электромагнитного термометра. Рентгеновские лучи связаны с высокими температурами около 10–100 миллионов К. Предоставлено: NASA/CXC/M.Weiss.

Китай вступает в битву космических телескопов

Учитывая потенциальное научное вознаграждение, неудивительно, что Китай присоединяется к «большому клубу космических телескопов ». Это также источник национальной гордости, особенно если они могут «превзойти Хаббл Хаббл». Например, когда CSST заработает, китайские ученые надеются исследовать небо и наблюдать за более чем 1 миллиардом галактик. Их инструменты должны позволить им получать высокоточные измерения формы, положения и яркости галактик. Они будут использовать телескоп для поиска экзопланет, областей рождения звезд и других удаленных объектов, собирая невероятное количество данных с высоким разрешением.

Китайские астрономы надеются, что их телескоп, как это сделали HST и JWST, даст больше информации о размерах и распределении темной материи. Возможно, это даже даст им больше информации о темной энергии, влияющей на расширение Вселенной. И, как это было с HST и другими телескопами, CSST станет источником вдохновения. Его разработчики надеются, что он покажет новым поколениям китайских ученых, как исследовать космос.

Откройте для себя CSST: космический телескоп нового поколения

Итак, что мы знаем о CSST? Представьте себе гигантскую орбитальную обсерваторию. Это примерно длина трехэтажного дома и ширина школьного автобуса. Он имеет апертуру 2 метра и массив из трех зеркал, установленных вне оси. Эта обсерватория оснащена самой современной обзорной камерой, многоканальным формирователем изображений, спектрографом интегрального поля, коронографом для съемки холодных планет и терагерцовым приемником. Телескоп может сканировать небо с помощью 30 81-мегапиксельных детекторов и чувствителен к ближнему инфракрасному, видимому и ближнему ультрафиолетовому свету.

Визуализация космической станции Тяньгун в период с октября 2021 г. по март 2022 г. с основным модулем Тяньхэ в центре, грузовым космическим кораблем Тяньчжоу-2 слева, грузовым космическим кораблем Тяньчжоу-3 справа и пилотируемым космическим кораблем Шэньчжоу-13 в надир. Фото: Шуцзяньян, CC BY-SA 4.0

По словам ученых из академии, это лишь малая часть того, чем обещает стать CSST. Неудивительно, что его часто сравнивают с Хабблом и его 32-летними захватывающими дух наблюдениями. Если телескоп поднимется, как и планировалось, он определенно превзойдет HST по многим параметрам.

Ли Ран, научный сотрудник системы обработки научных данных CSST, отметил, что поле зрения HST маленькое по сравнению с полем зрения CSST, которое в 300 раз больше. Там, где Хаббл одновременно видит небольшую часть неба, CSST увидит гораздо большую картину. Ли использовал аналогию с фотографированием стада овец, чтобы объяснить его возможности в сравнении. «Хаббл может видеть овцу, но CSST видит тысячи с одинаковым разрешением», — сказал он в пресс-релизе.

Обсерватория с собственным служебным отсеком

Одним из самых уникальных аспектов CSST является то, куда он пойдет в космосе. Первоначально телескоп планировалось прикрепить к космической станции Тяньгун, но все изменилось. Во-первых, слишком велика вероятность перекрестного заражения от прибывающих и улетающих космических кораблей. Во-вторых, CSST настолько чувствителен, что его нельзя подключить к станции. Вибрация, рассеянный свет и возможные помехи обзору будут мешать работе телескопа. Текущие планы состоят в том, чтобы вывести его на ту же орбиту, что и станция (на высоте около 265 миль), но на безопасном расстоянии.

Когда обсерватория нуждается в каком-либо обслуживании, она может маневрировать в Тяньгун для дозаправки и других работ по техническому обслуживанию. Этот план отражает урок, извлеченный из дизайна HST 70-х годов. НАСА оплатило пять визитов астронавтов на орбиту для ремонта обсерватории. Таким образом, обеспечение возможности обслуживания CSST астронавтами станции оказывается для китайцев средством экономии денег.

CSST (также известный как Xuntian и китайский обзорный космический телескоп) в настоящее время находится на стадии завершения строительства. Он находится в разработке и разработке с 2010 года.

Ссылки по теме:

• Источник: Phys.org