Нижегородцы принимают участие в создании новейшего орбитального телескопа

Когда речь заходит о кротовых норах, ученые начинают улыбаться, а у писателей-фантастов загораются глаза. Так называемые кротовины, или червоточины, - это некие тоннели, где пространства и времени как таковых не существует. Герои научно-популярных романов пользуются ими для путешествий между галактиками и историческими эпохами. В реальности червоточины существуют пока только в причудливых математических моделях. Однако с недавних пор начали предприниматься попытки подтвердить существование этой захватывающей гипотезы. В частности, поиск кротовых нор – одна из задач орбитального телескопа «Миллиметрон». Над созданием этого аппарата работают в том числе и нижегородские специалисты (в то время как головное предприятие – НПО им. Лавочкина).

(на приведенной схеме интерес представляет, в частности, схема «раскрывающегося зонтика», которую можно использовать для раскрытия зеркала оптического телескопа с большим разрешением)

Вопреки законам физики

…Но это еще не все: отыскав червоточину, ученые планируют воспользоваться ей как своеобразным окошком. Через такое окно с помощью того же телескопа можно будет увидеть то, что законы физики видеть нам запрещают.

Вселенная, согласно современным представлениям, начала существовать примерно 13,7 млрд лет назад. Стало быть, гипотетически мы можем увидеть что-то на расстоянии 13,7 млрд световых лет, это предел. Какое-либо излучение от более дальних объектов до нас дойти не может: для такого маневра ему (излучению) пришлось бы нарушить законы физики и превысить скорость света. Обнаружить что-то по ту сторону Большого взрыва, в недоступной нашим наблюдениям части мира, как раз и поможет кротовина.

Но кто сказал, что наш мир – единственный? - Если гипотеза кротовых нор найдет подтверждение, мы просто заглянем через такую нору в небо чужой Вселенной, которая, строго говоря, лежит бесконечно далеко от нас, - называет самую заветную цель проекта его технический руководитель Вячеслав Вдовин, ведущий научный сотрудник Института прикладной физики и Астрокосмического центра Физического института им. П.Н.Лебедева Российской академии наук (АКЦ ФИАН).

«Хаббл» отдыхает

Цели эти вряд ли можно назвать амбициозными, скорее они полуфантастические. Ведь даже четкого метода обнаружения червоточины у астрономов нет. Вообще же у проекта «Спектр-М», в рамках которого и создается новый орбитальный телескоп, несколько задач. Более реальная, но не менее интересная задача – «приблизиться» вплотную к Большому взрыву и рассмотреть рождающуюся Вселенную.

Такие попытки предпринимаются сравнительно давно, определенные успехи были сделаны знаменитым космическим телескопом «Хаббл». Так, в 2010 году этот «орбитал» сфотографировал галактику, рассоложенную на расстоянии 13,2 млрд световых лет. Материя в этом объекте сравнительно молодая: Большой взрыв произошел всего на 100-200 млн лет раньше.

Вместе с тем, «Хаббл» по многим характеристикам уступает суперсовременному «Миллиметрону», превосходя его, пожалуй, лишь в том, что уже успешно выведен на орбиту. Когда запутят «Спектр-М», хваленому «Хабблу“ в космосе делать будет нечего. У ученых появятся все шансы узнать правду о самых важных событиях в истории нашего мира.

- Есть надежда рассмотреть Вселенную такой, какой она была спустя мгновения после Большого Взрыва, - говорит Вячеслав Вдовин.

Речь идет не о том, чтобы просто зафиксировать древнейшие оъекты как тусклые еле различимые точки (именно в таком виде дальнюю галактику преподнес астрофизикам «Хаббл»). Речь идет о разумном увеличении картины рождения мира, о ее пристальном изучении. Вячеслав Вдовин уверен: если более старые объекты не будут загораживать обзор, препятствий для осуществления этой цели не будет.

Космическая морозилка

Столь высокой чувствительности и небывалого увеличения ученые собираются достичь за счет целого ряда особенностей, которыми будет наделен «Миллиметрон». Назовем основные.

*Впервые орбитальный телескоп будет работать в столько широком волновом диапазоне. -Это в том числе миллиметровые и субмиллиметровые волны, включая заметную часть инфракрасного участка спектра, - рассказывает Вячеслав Федорович.

- Сигналы от самых дальних объектов будут успешно приниматься именно в этом диапазоне.

Чтобы уменьшить до предела влияние собственных «шумов» (в том числе инфракрасного излучения, исходящего от самого аппарата), предусмотрена система глубокого охлаждения зеркала телескопа (до пяти Кельвинов, то есть до -1360,75 градусов Цельсия). Столь низкую температуру будут обеспечивать криорефрижераторы, которые предусмотрены в конструкции телескопа.

*Диаметр зеркала, фокусирующего излучение, будет 10 м или даже больше (у орбитального телескопа «Гершель», к примеру, диаметр зеркала всего 3,5 м).

*Телескоп будет работать в режиме интерферометра, то есть не только самостоятельно принимать сигналы из глубокого космоса, но и работать совместно с наземными телескопами, расположенными на расстоянии свыше миллиона километров от “Миллиметрона“.

Мы всё увидим

Над новым «орбиталом» работает обширная международная и российская кооперация, в которую входят и нижегородские организации. Так, фирма «Время Ч» создает стандарт времени и частоты, который будет единым для космической обсерватории и для наземных «приемников»: важно, чтобы они работали синхронно. Специалисты ИПФ РАН занимаются подбором и исследованием материалов, из которых будет изготовлен «Миллиметрон» (ранее они выполняли такую работу для «Гершеля»). Определенные шаги тут уже сделаны: известно, например, что зеркало космического телескопа будет создано из особого углепластика. Инженеры «Электромаша» должны войти в кооперацию по созданию наземных приемников (подобные разработки они выполнили для космической обсерватории «Радиоастрон»).

-Вероятно также, что сотрудники института прикладной физики (ИПФ) и НГТУ будут участвовать в создании коротковолновых приемных устройств бортового комплекса обсерватории, - говорит наш собеседник.

Создание «Миллиметрона» и вывод его на орбиту запланированы на 2017 год. А уже сегодня в тестовом режиме астрономических наблюдений работает «Радиоастрон» (проект «Спектр-Р»). У него тоже большой диаметр зеркала – 10 м. Но все же «Радиоастрон», по словам Вячеслава Вдовина, не такой чувствительный: у него нет системы охлаждения, которая будет на «Миллиметроне». Да и принимает он только длинные радиоволны, а это не обеспечивает решение всех задач, стоящих перед «Спектром-М».

Новый российский орбитальный телескоп, как и его предшественник, будет «слепым»: он не сможет принимать оптические сигналы. Но в отличие от «Радиоастрона», он будет оснащен матричными приемниками. Это значит, что «Миллиметрон» может фотографировать увеличенные до предела объекты глубокого космоса, а на земле специальные программы раскрасят эти снимки так, что мы сможем все увидеть.

Кстати

Согласно одной из математических моделей, с одной стороны кротовой норы материя может засасываться (примерно так же, как в черную дыру), а с другой стороны – «выбрасываться», но уже в другом времени и в другой части Вселенной. Кстати, изучение черных дыр тоже есть в списке задач «Миллиметрона». Возможно, некоторые из них и являются входами в кротовины.