za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

Следующий большой оптический телескоп в космосе после Хаббла (часть 1)



    Сравнение по угловому разрешению 12-метрового варианта будущего космического телескопа (54 1.3-метровых сегмента) с космическим телескопом Хаббл (2.4-метровое монолитное зеркало). Источник.


     В прошлом году я писал, что следующим большим космическим телескопом после телескопа Вебб станет новый оптический телескоп. Тогда он назывался, как проект ATLAST (Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope). В недавней статье в Архиве.орг этой теме посвящено сразу 163 страниц. В ней рассматриваются наиболее актуальные научные задачи и способы их решения с помощью будущего космического телескопа. У проекта новое название: HDST (Космический телескоп высокого разрешения или High-Definition Space Telescope), но в целом он повторяет детали проекта ATLAST или проекта LUVOIR (Large UV/Optical IR Surveyor). За основу взят вариант 12-метрового зеркала. Прежде чем рассматривать научные задачи нового проекта рассмотрим его технические детали:


     Угловое разрешение нового инструмента должно превысить телескоп Хаббл в 4-5 раз и достигнуть 10 mas на длине волны в 500 нанометров. Размер поля зрения составит примерно 6 угловых минут. Телескоп должен быть чувствителен к достаточно широкому диапазону от 100 нанометров (УФ) до 2 микрон (ближний ИК). Особенно такой телескоп будет незаменим в УФ-диапазоне, который недоступен при наблюдениях с наземных обсерваторий. В результате на этих длинах волн спектроскопия будет в 25-100 раз чувствительнее, чем у космического телескопа Хаббл. Скорее всего, для этих целей будет создан аналог спектрографа COS c R=20000-150000. Также рассматривается вопрос создания мультиобъектного спектрографа со средним разрешением (R=100-5000). Как я уже сказал выше, за основу взят 12-метровый вариант зеркала. Он должен состоять из 36 1.3-метровых сегментов или 54 1.7-метровых сегментов. Для сравнения у телескопа Вебб их 18 штук размером по 1.3 метров:



     Такой размер зеркала лучше всего удовлетворяет поиску обитаемости у близнецов Земли и пространственному разрешению галактик в масштабе 100 парсек. Сегментированный вариант зеркала лучше тем, что он позволяет поместить телескоп на существующих РН с диаметром головного обтекателя в 5 метров. В то время как вариант монолитного зеркала требует РН сверхтяжелого класса (SLS Block 2), и даже эта проектируемая ракета ограничивает диаметр монолитного зеркала в 8-10 метров.




    Размещение 12-метрового варианта телескопа (54-сегмента зеркала по 1.3-метра) на РНТяжелая Дельта“.


      С целью обнаружения экзопланет для телескопа разрабатываются два возможных варианта коронографа: внутренний и внешний. Коронограф должен для этого уменьшать свет звезды в 10 миллиардов раз, и быть достаточно эффективным, чтобы за 1 год наблюдений поискать близнецы Земли у всех звезд в радиусе 20 парсек. Вариант внешнего коронографа предусматривает развертывание в космосе отдельной “коронографической маски“ диаметром в 80-100 метров, которая будет совершать полет в 160-200 тысячах км от телескопа и затмевать для него звезды, у которых необходимо искать планеты. Эта “маска“ должна отслеживать своё положение в космосе с точностью в 1 метр. Такой вариант позволит обнаруживать аналоги системы Солнца и Земля до расстояния в 20 парсек. Теоретически это позволит найти 20 таких планет, чтобы затем поискать в их спектрах биосигнатуры (к примеру, линии свободного кислорода). Шансы обнаружить такие биосигнатуры у близнецов Земли оцениваются в 5%. В случае меньшего размера зеркала космического телескопа количество возможных открытий близнецов Земли резко падает при времени наблюдений в 1 год:




   Технические требования к коронографу:




    Кроме того в случае меньшего зеркала резко снижаются возможности телескопа для целей космологии:



    Остальные приборы также обещают быть уникальными. Диаметр фокусной плоскости телескопа составляет почти 1 метр, поэтому число пикселей матрицы камеры для телескопа будет превышать 1 миллиард, и возможно даже превосходить все созданные до сих пор подобные инструменты:



      Разместить телескоп предлагается в точке L2 системы ЗемляЛуна. Температура зеркала телескопа будет 270 Кельвинов, в отличие от телескопа Вебб с температурой 50 Кельвинов. Ожидается, что телескоп за сутки будет собирать 250 ГБ данных, этот показатель превышает телескоп GAIA в 5-10 раз. Планируемое время работы телескопа составит 10 лет. Возможно, телескоп будет обслуживаемым автоматическими аппаратами.



  Технические требования для телескопа и сравнение их с телескопом Веб.

   Телескоп будет создан при использовании различных технологий от прошлых проектов космических телескопов: Хаббл (запуск в 1990 году), Спитцер (запуск в 2003 году), JSWT (запуск в 2018 году) и WFIRST/AFTA (середина 2020х годов).

   Также планируется, что создание уменьшенной модели коронографической внешней “маски“ диаметром в 30-40 метров будет отработано для телескопа WFIRST/AFTA. Такая маска поместится в существующие РН с головным обтекателем диаметром 5 метров. Ключевые технологии, используемые в проекте:




      В следующей части я начну рассказывать о главных научных задачах этого телескопа.
Tags: hdst, high-definition space telescope, jwst, Вебб, Хаббл, космический телескоп
Subscribe
promo za_neptunie july 10, 2014 20:36 8
Buy for 30 tokens
Число постов в блоге перевалило за сотню, поэтому я решил систематизировать их по различным тематиками. Это поможет мне и моим читателям быстрее находить в блоге интересную информацию. Последнее обновление от 4 августа 2014 года Венера Новая книга о Венере Венера-Экспресс готовится к…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 9 comments