ПопулярнеРедакціяСвіже
КращеОбговорюване

Наче метелик з лялечки — метаморфоза інструментальної астрономії невідворотна

Этот текст также доступен на русском языке
2

Інструментальна астрономія стоїть на порозі докорінної зміни, яку можна порівняти з метаморфозою у комах, коли з лялечки вилуплюється метелик. Телескопи підуть в космос, наземна астрономія відходитиме від гігантських інструментів, круг її задач значно звузиться. Впевнений, вже найближчими роками ми побачимо перші ознаки такої метаморфози.

В чому проблема?

Орбітальне сміття

Астрономічні спостереження традиційними методами і за допомогою наземних телескопів вже в найближчому (5…15 років) майбутньому стануть фізично неможливими через прогресуюче «забруднення» навколоземного простору штучними об’єктами. Кількість рукотворних об’єктів на орбіті Землі вже досягла того рівня, коли астрономічні спостереження з поверхні відчутно ускладнені. Але епоха куб-сатів та глобального космічного інтернету ледь починається. З кожним новим запуском чергової «жмені залізяк» умови для спостережень невідворотно погіршуються. Не забуваймо, що свій вагомий вклад в це «забруднення» вносять і військові дядьки. GPS — то їхня іграшка. І ще безліч іграшок. Різних і всяких. І на них не діють ніякі аргументи, окрім військової доцільності з огляду на вимоги національної безпеки.

Дякую пану Марку Фролову за шикарну інтерактивну ілюстрацію до суті проблеми.

Пограйтесь-покрутіть навколоземний простір, вам все стане ясно.

Потреби людства

Ніякі заборонні заходи бюрократій будь-якого рівня не матимуть суттєвого значення, вони здатні лише на якийсь час ускладнити життя космічно-орієнтованим бізнесам і, можливо, трохи відтягти настання згаданої події, але не розвернути маховик розвитку цивілізації. Тому що переваги від «космічного забруднення» у повсякденному житті вже торкаються левової частки людства. І жодна демократична бюрократія не зможе опиратися вимогам своїх виборців.

Реакція суспільства

Будівництво наземних телескопів стикається не лише з технічними проблемами забезпечення успішної роботи на дні атмосфери, в умовах сильної гравітації та вимушеної необхідності розташування у віддалених, важкодоступних місцях, але інколи і з прямими протестами місцевого населення. TMT тому добрий приклад.

То що ж робити?

Попри поширену думку, що космонавтика є ворогом астрономії, насправді розвиток космічних технологій відкриває для астрономії можливості, про які навіть не мріяли Гершель з Ньютоном. Астрономічні інструменти мають піти в космос. І для цього вже зараз ми бачимо всі передумови:

Технологічна сумісність

Практично всі діючі і заплановані проекти будівництва інструментальної оптичної астрономії зорієнтовані не на монолітні дзеркала, а складаються з відносно невеликих дзеркал, що зібрані до купи і працюють як одне ціле.

Ми бачимо, що дзеркала найбільших сучасних наземних телескопів складаються з однакових елементів, які працюють як одне суцільне дзеркало

Ця технологія добре відпрацьована і вже поширюється на орбітальні інструменти. Тобто, вже зараз можуть створюватися орбітальні телескопи на порядки потужніші за найкращі наземні інструменти. Чому? Тому що нарощування діаметрів дзеркал в умовах космосу не стримується гравітацією, вони не знатимуть дошкульного впливу атмосфери і опиняться над орбітальним «сміттям» Землі.

Дзеркало космічного телескопа складається з елементів, дуже подібних до наземних аналогів

Засоби доставки

На прикладі телескопа Джеймса Вебба ми бачимо початковий етап застосування нових технологічних рішень. Зверніть увагу на компоновку апарата. Його складене дзеркало буквально запресовують в габарити відносно невеликого головного обтікача доволі слабкої ракети. А тепер уявіть, скільки всього можна запхати під такий обтікач.

А особливо на ракетах класу BFR (той, що крайній справа)

BFR зможе виводити в космос гігантські телескопи

Остаточне збирання в космосі

Наразі багато стартапів так чи інакше пов’язані з будівництвом та інженерними маніпуляціями в умовах космосу. Варто згадати, наприклад, проекти класу Archinaut One та Axiom Space. По суті, вони вже зараз закладають технологічний базис космічного будівництва, який буде використаний в майбутніх проектах створення астрономічних інструментів. Адже остаточне збирання і розгортання габаритних дзеркал в умовах космосу дозволить обійти габаритні і вантажні обмеження на один підйом, які зараз стримують нарощування діаметру дзеркал космічних телескопів.

Конвергенція вартості

Конвергенція вартості наземних та орбітальних інструментів це об’єктивний процес, адже якщо і наземні, і космічні дзеркала складатимуться з приблизно однакових елементів, вирішальний внесок у загальний кошторис вноситиме супутня інфраструктура та «оздоба» телескопу. Один лише приклад. Не знаю напевно, але можу передбачити, що вартість поворотного куполу ТМТ співставна, а то і перевищує вартість всіх робіт з виведення аналогічного телескопа (в розібраному вигляді, звісно) на орбіту. А в космосі купол не потрібен. Ще для «наземника» треба побудувати дорогу на кількадесят кілометрів у високогір’ях, за сотні кілометрів від великих міст, та протягти туди ЛЕП, та збудувати ціле супутнє містечко, та потім довезти туди компоненти телескопа і скласти їх до купи і… ще багато всякого «дріб’язку» штибу водометів для відлякування аборигенів.

З іншого боку, значне збільшення вантажопідйомності ракетоносіїв, зменшення питомої вартості виведення вантажів на орбіту та розвиток технологій космічного монтажу/будівництва, невпинно наближають той момент, коли вартість космічних інструментів зрівняється з вартістю наземних аналогів, а потім стане і меншою, ніж в останніх.

Висновки

  1. Астрономічна спільнота вже зараз має визнати проблемний клінч приреченості наземних інструментів
  2. Їй слід перемкнути всю свою увагу на перепрофілювання своєї майбутньої діяльності з головною задачею створення великих інструментів космічного базування. Такий перехід не буде легким, але радикально збільшить можливості астрономії як науки, помножить на нуль проблему перешкод від «орбітального сміття» і дозволить максимально ефективно використовувати наявні кошти, не гупаючи мільярди в приречені наземні споруди.
  3. Консорціуми з побудови наземних телескопів-гігантів є доброю наукою міжнародної кооперації і довели свою ефективність та оптимальність. Саме на таких принципах я бачу вихід астрономії в космос.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

30

Це користувацький матеріал, який було написано учасником спільноти, що не входить до складу редакції чи адміністрації. Підтримуючи авторів оцінками, ви допомагаєте нашій спільноті розвиватися.

Увійдіть, щоб читати ще 169 коментарів, брати участь в обговореннях та не бачити рекламу.
Ідейний Майор Том
Вечность назад

Дуже дороге обладнання робить простої дуже дорогими. Наземні телескопи працюють лише по кілька годин на добу. Також у наземних обмежений ракурс спостереження.

Веселий Спок
Вечность назад

Хорошая статья. А вот ещё маленькая деталь - проход сквозь метеорные потоки несколько раз в год. На Земле всё хорошо. Ничего не долетает. У Хаббла основное зеркало в конце длинной трубы и крышка есть. А у Джеймса Вебба, например, зеркало ничем не защищено. Интересно, кто-нибудь оценивал скорость деградации такого зеркала?

Чудернацький Томаш Пескєк
Вечность назад

А в последнем видео на канале qwerty один известный астроном объясняет, что строительство космических телескопов оптического диапазона стало бессмысленным из-за повсеместного внедрения адаптивной оптики. Атмосферные искажения корректируются очень хорошо и наземные телескопы получили большое преимущество перед космическими благодаря своим размерам

Показать скрытые комментарии

Загружаем комментарии...

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Зареєструйтесь на сайті щоб не бачити рекламу, створювати та відслідковувати теми, зберігати статті в особисті закладки і брати участь в обговореннях
Якщо не виходить увійти тут, спробуйте за посиланням.