Артемида (космическая программа) + Вселенная

Что находится на звезде и внутри неё? Что происходит в активном галактическом ядре? Ответы на эти вопросы являются целью предложенного гигантского интерферометра на Луне, который называется Artemis-enabled Stellar Imager (AeSI). Он будет развернут в виде серии из 15–30 телескопов, чувствительных к оптическому и ультрафиолетовому излучению, в эллиптическом массиве длиной 1 км на поверхности Луны.

Команда ученых и инженеров из США под руководством доктора Кеннета Картера из Центра космических полетов имени Годдарда NASA, работая в сотрудничестве с Интегрированным проектным центром Годдарда, завершила 9-месячное исследование целесообразности AeSI и опубликовала свои выводы.

AeSI основан на более ранней концепции свободно летающего ультрафиолетового/оптического космического интерферометра под названием Stellar Imager (SI). По словам Картера, они наблюдали за стабильным прогрессом, достигнутым в рамках кампании NASA Artemis по созданию жилых модулей и поддерживающей инфраструктуры на поверхности Луны. Идея создания лунного объекта начала выглядеть гораздо более осуществимой и конкурентоспособной по сравнению со свободно летающим вариантом.

"Мы предложили программе NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) разработать вариант концепции SI, названный Artemis-enabled Stellar Imager (AeSI), который потенциально можно было бы построить, развернуть, эксплуатировать и обслуживать в сотрудничестве с кампанией Artemis", — сказал он.

Возможности Artemis и интерферометр
Предложенное NASA возвращение на Луну в рамках миссий Artemis предоставляет астрономам возможность развернуть интерферометр и другие телескопы. Это позволит воспользоваться средой, поддерживаемой инфраструктурой Artemis, и избежать некоторых ограничений, с которыми могут столкнуться наземные или космические массивы.

Исследование сосредоточено на ряде научных целей. В научной статье говорится: "Эта миссия позволит осуществить революционные научные открытия, включая: излучение поверхностей ближайших (~4 парсека) солнечных звезд и более удаленных (>2 килопарсека) сверхгигантов для изучения магнитной активности (факелы, звездные пятна, конвекция), излучение аккреционных дисков вокруг формирующихся звезд и разрешение областей вокруг центральных ядер активных галактических ядер (AGN)." Отчет опубликован на сервере предварительных публикаций arXiv.

Имитирование поверхностей звезд дает подсказки о процессах, происходящих в глубине. Если эти звезды похожи на Солнце (т.е. звезды главной последовательности), это даст более глубокое понимание того, что происходит с нашей ближайшей звездой. Наблюдения AeSI также помогут ученым понять деятельность динамо, которая управляет магнитной активностью Солнца и других звезд, по словам Картера.

"Наше предложение о первичном исследовании солнечных звезд использует комбинацию высокоразрешающего звездного излучения для наблюдения за циклической эволюцией поверхности магнитной активности и высокоразрешающей астросейсмологии для изучения внутренней структуры звезды, чтобы получить информацию, необходимую для создания действительно предсказательных моделей солнечной/звездной магнитной активности", — сказал он.

Давайте рассмотрим краткое содержание возможных целей AeSI. Она может исследовать такие звезды главной последовательности, как Альфа Центавра A, Процион A, Сириус A и Эпсилон Эридана, чтобы собрать данные о их поверхностной активности и магнитной активности, которая их управляет. Эти интерферометрические данные затем могут быть объединены с пространственно разрешенными астросейсмологическими исследованиями, чтобы дать более точное представление о том, что происходит внутри этих звезд. Кроме того, это может помочь ученым понять, как звездная активность влияет на существование и обитаемость их планет.

Помимо понимания того, что происходит с этими звездами (и последствий для Солнца), исследования интерферометрии также будут иметь непосредственное применение для прогнозирования солнечной активности и ее воздействия на Землю. AeSI предоставит возможности высокоразрешающего пространственного и временного излучения, что позволит нам увидеть поверхности звезд и то, как они меняются в течение магнитного цикла.

Ученые смогут "видеть" магнитно управляемую активность, такую как звездные пятна (аналогичные солнечным пятнам), горячие факельные поля и конвекционные процессы. Активные области на Солнце и других звездах очень яркие. На Солнце они доминируют в длинах волн света, наиболее важных для прогнозирования воздействия солнечной активности на окружающие планеты, включая Землю.
Установка AeSI на Луне также обеспечит возможность получения сверх четких изображений аккреционных дисков вокруг других звезд. Эти области могут быть сложными для наблюдения в высоком разрешении, поскольку их часто трудно отделить от самой звезды. Суперновые также являются известной целью, особенно выбросы из катастрофических взрывов, которые заканчивают жизнь сверхмассивных звезд. AeSI может помочь астрономам обнаружить расширяющиеся облака обломков на самых ранних стадиях выброса суперновой.

AeSI также должна иметь возможность обнаруживать сложные события, происходящие в активных галактических ядрах (AGN). В частности, AGN-ветры, похоже, существуют вокруг большинства из этих объектов. Их скорости и количество теряемой массы несут подсказки о структуре объекта в центре галактики. Измерения AeSI в этих областях также могут способствовать более точным измерениям расстояний до таких объектов (квазаров) и помочь в измерении космологической постоянной.

Для таких исследований потребуется возможность расширенного массива AeSI, сказал Карпентер.

"Из-за расстояния даже до самых ярких AGN нам понадобятся большие диаметры внешнего массива, чтобы разрешить регионы вокруг центральных двигателей, которые, вероятно, являются единственными участками, достаточно яркими, чтобы их можно было успешно обнаружить с помощью AeSI," объяснил он.

"Мы исследуем способы увеличения УФ-чувствительности AeSI, потенциально используя покрытия зеркал с более высокой УФ-отражательной способностью, чем это возможно в настоящее время, улучшенные УФ-детекторы и, возможно, более крупные зеркальные элементы. Эти улучшения значительно увеличат нашу способность изучать более широкий спектр AGN и большее количество отдельных объектов."

Основной план миссии для AeSI зависит от развертывания с помощью астронавтов и/или роботов во время предстоящих миссий Artemis. Каждый элемент массива будет представлять собой метровый телескоп, установленный на небольшом ровере. Массив будет расширяться или сжиматься в зависимости от конкретных наблюдений. Данные из массива будут собираться центральным "узлом" для комбинирования лучей и реконструироваться для создания изображений целевых звезд или других объектов.

Луна представляет собой очень хорошую, стабильную среду для AeSI. У нее нет атмосферы, которая могла бы затруднять видимость для телескопов, что означает, что адаптивная оптика не требуется для коррекции движений воздуха. Это также позволяет интерферометру работать на гораздо более коротких длинах волн, чем любой наземный массив. Два вызова, которые необходимо учесть (помимо доставки телескопов и вспомогательного оборудования и самого процесса строительства), — это пыль и сейсмическое движение во время лунных землетрясений. Однако с ними можно справиться.

Если этот концепт миссии будет выбран для реализации NASA, самым большим вопросом будет: когда и где он будет развернут? Всё зависит от хода кампании Artemis и возможностей, которые она может предоставить для соседних обсерваторий. В настоящее время первая пилотируемая миссия не состоится раньше весны 2026 года. Последующие полеты будут развивать инфраструктуру, и частота этих полетов остается неизвестной. Таким образом, грубо говоря, самое раннее, когда AeSI может быть реализована, — это конец 2030-х или начало 2040-х годов.

Что касается места развертывания интерферометра, команда предлагает несколько мест в южном полюсе Луны, предпочтительно рядом с уже построенной инфраструктурой Artemis, чтобы обеспечить легкий доступ для астронавтов или роботов Artemis. Однако также интересует возможность размещения на более удаленных, низких широтах, если Artemis сможет это поддержать, так как это позволит наблюдать большую часть неба.

Следующие шаги для команды AeSI заключаются в проведении дополнительных исследований и разработок технологий, необходимых для интерферометра, а также в продолжении изучения дополнительных научных исследований, которые он мог бы поддерживать.

Недавно астронавт Зена Кардман и геолог Тревор Графф приступили к оперативной оценке.

NASA разработало прототип космического скафандра в лунной имитационной среде Лаборатории нейтральной плавучести (NBL) в рамках подготовки к будущим миссиям Артемида (Artemis).

Выпуск 27

Новости Астрономии и Космонавтики с 19 по 22.01.22

00:00 Выпуск 28.

00:11 19.01.22

00:19 Безмолвный часовой южного неба.

Представленное фото демонстрирует башню Обзорного телескопа

VLT ESO (VST). Словно безмолвный страж, она возвышается под

ослепительной россыпью звезд Млечного Пути...

01:18 Ученые исследовали двойную звезду, активную в

гамма-спектре.

Исследования, проведенные в течение 15 лет, позволили

сделать первые выводы об источнике высокоэнергетического

гамма-излучения HESS J0632+057...

04:18 Создана наиболее подробная карта Вселенной.

Астрофизики из Университета Беркли создали наиболее

масштабную и детальную трехмерную карту Вселенной...

06:35 NASA приглашает медиа на пуск лунной ракеты SLS.

NASA продолжает подготовку к пуску сверхтяжелой ракеты SLS,

предназначенной для полетов на Луну...

08:36 Запуск миссии ExoMars состоится в сентябре 2022 года.

Миссия ExoMars отправится к Красной планете в сентябре

2022 года...

11:12 SpaceX запустила уже 2000 спутников Starlink.

18 января 2022 года ракета Falcon 9 вывела на орбиту еще 49

спутников Starlink...

13:35 20.01.22

13:42 Подсчитано количество черных дыр во Вселенной.

Астрономы подсчитали ориентировочное количество черных дыр

во Вселенной...

16:14 TGO сфотографировал камни, скатившиеся с марсианского

склона.

Представленное фото было сделано при помощи камеры CaSSIS,

установленной на борту аппарата TGO 3 августа 2020 года...

17:13 Астрономы обнаружили субюпитер в окрестностях центра

Млечного Пути.

Международная команда астрономов объявила об обнаружении

ранее неизвестной экзопланеты, относящейся к классу

субюпитеров...

20:30 Астрономы открыли ранее неизвестный тип сверхновых.

Астрономы, изучавшие взрыв сверхновой SN 2019hgp, пришли к

выводу, что она образовалась из звезды Вольфа — Райе.

23:01 InSight вышел из безопасного режима.

Находящийся на поверхности Марса аппарат InSight вышел из

безопасного режима. Об этом говорится в сообщении,

опубликованном на сайте миссии...

25:04 Черная дыра помогает в рождении звёзд.

Космический телескоп Hubble наблюдает за черной дырой в

карликовой галактике Henize 2-10...

26:20 Ученые исследуют активное ядро галактики NGC 2992.

Астрономы из обсерватории ВМФ США исследовали активное ядро

галактики NGC 2992...

28:48 21.01.22

28:56 МКС оснастят киностудией.

Компания Space Entertainment Enterprise (SEE) объявила о

намерении построить первую в истории космическую студию...

29:48 Три миллиарда лет назад Марс был влажным и холодным.

Команда исследователей из университетов Франции,

Соединенных Штатов и Швеции разработала новую модель климата

Марса в прошлом...

31:11 «Звезда Смерти» обладает океаном.

Ученые Юго-Западного научно-исследовательского института

(SwRI) обнаружили свидетельства того, что под ледяной

поверхностью спутника Сатурна Мимаса может скрываться океан...

32:51 Пылевая буря помешала полету марсианского вертолета.

Из-за разразившейся на Марсе пылевой бури NASA приняла

решение отложить полет дрона-вертолета Ingenuity...

34:44 Солнечный парусник NASA полетит на встречу с астероидом.

NASA готовит к запуску космический зонд NEA Scout,

оснащенный солнечным парусом. Целью мисии станет околоземный

астероид 2020 GE...

36:30 Китайский спутник опасно сблизился с российским мусором.

Во вторник, 18 января, китайский спутник «Циньхуа» опасно

сблизился с обломками, образовавшимися в результате испытания

Россией противоспутниковой ракеты...

37:51 Внутренние горизонты черных дыр могут быть заряжены.

Ученые из университета Лейпцига пришли к выводу, что

внутренние горизонты черных дыр могут заряжаться и

разряжаться...

39:55 На Солнце произошло две вспышки.

Две мощные вспышки произошли на Солнце 18 и 20 января...

41:09 22.01.22

41:16 Найдено место для постройки украинского космодрома.

Ученые нашли подходящую площадку для строительства украинского

космодрома...