Телескоп НАСА на обратной стороне Луны покажет Темные века Вселенной
Инженеры НАСА работают над созданием научного прибора, который сможет функционировать в суровых условиях лунной поверхности в ночное время на обратной стороне Луны, чтобы попытаться провести первые в своем роде измерения Темных веков Вселенной. Прибор получил название «Эксперимент по электромагнетизму на поверхности Луны — ночь» (Lunar Surface Electromagnetics Experiment – Night, LuSEE-Night).
LuSEE-Night — это эксперимент, который поможет понять радиосреду Луны и, возможно, впервые взглянуть на ранее ненаблюдаемую эпоху в нашей космической истории.
Темные века — важный период в космологических исследованиях, поскольку они могут дать новое представление о формировании и эволюции нашей Вселенной.
Темные века — это период времени примерно между 380 тысячами – 400 миллионами лет после возникновения Вселенной, и это время до появления первых звезд и галактик. Темные века заканчиваются, когда излучение первых звезд повторно ионизирует вещество, и Вселенная переходит в следующую эпоху: эпоху Реионизации.
Поскольку радиоволны представляют собой единственный сигнал, который можно измерить из Темных веков, LuSEE даст возможность узнать, как первая несветящаяся материя превратилась в звезды и галактики, которые, как мы видим, сегодня доминируют в наблюдаемой Вселенной.
К сожалению, эти важные радиоволновые сигналы Темных веков невозможно измерить с поверхности Земли из-за непрозрачной ионосферы нашей планеты и шума от постоянного «загрязнения» Земли внутренней Солнечной системы радиоволнами.
Однако из-за отсутствия на Луне мешающей ионосферы, а также из-за того, что обратная сторона Луны постоянно защищена от вредного радиоизлучения Земли, а также от Солнца в лунную ночь, обратная сторона Луны предлагает уникальную среду, позволяющую вести наблюдения за чувствительными радиоастрономическими сигналами, которые нельзя получить больше нигде в околоземном космическом пространстве.
LuSEE-Night, который будет доставлен на обратную сторону Луны в рамках программы Commercial Lunar Payload Services (CLPS), должен использовать развертываемые антенны и радиоприемники, чтобы потенциально впервые наблюдать за этими чувствительными радиоволнами.
Однако серьезной проблемой для прибора будет выжить в суровых, холодных и темных условиях лунной ночи на обратной стороне Луны достаточно долго, чтобы собирать и отправлять данные на Землю.
В течение дневного и ночного цикла на Луне температура колеблется от 120°C днем до -173°C ночью. Этот диапазон температур представляет собой серьезную проблему не только для сбора и передачи данных, но и для предотвращения зависания прибора и преждевременного завершения миссии.
Таким образом, технология выживания в лунную ночь имеет решающее значение не только для деятельности роботов, но и для создания устойчивого человеческого присутствия на лунной поверхности.
«LuSEE-Night будет работать при низких температурах 14-дневной лунной ночи, когда нет солнечного света для выработки электроэнергии или тепла», — сказал Джоэл Кернс, заместитель помощника администратора по исследованиям в Управлении научных миссий НАСА. «Помимо значительной потенциальной научной отдачи, демонстрация технологии выживания в лунной ночи LuSEE-Night имеет решающее значение для проведения долгосрочных высокоприоритетных научных исследований с поверхности Луны».
В случае успеха LuSEE-Night станет первопроходцем, который поможет информировать более крупные будущие инструменты для дальнейшего измерения пока еще необнаруженных радиосигналов и поможет ученым лучше понять самый ранний период формирования и эволюции Вселенной.
«Это измерение очень сложное, радиоизлучение галактики очень яркое, и за ним скрывается сигнал Темных веков», — говорят ученые. «Каждый раз, когда мы открываем новое окно в космологии, мы больше узнаем об истории Вселенной и нашем месте в ней».