Поверх барьеров

Запуск орбитального телескопа TESS с мыса Канаверал 18 апреля ракетой-носителем «Фалькон-9» (Official SpaceX Photos — TESS Mission)

Запуск орбитального телескопа TESS с мыса Канаверал 18 апреля ракетой-носителем «Фалькон-9» (Official SpaceX Photos — TESS Mission)

Весна — прекрасное время для запуска новых космических миссий во имя науки. За последние две-три недели таковых случилось сразу несколько. Важная черта, однако, — вынужденное удешевление всего и вся. Если в былые годы стоимость одного лишь магнитного альфа-спектрометра, установленного на МКС (почти ровно семь лет назад), оценивалась в 2 млрд долл.; марсохода «Кьюриосити» — в 2,5 млрд долл.; до сих пор еще не запущенного телескопа «Джеймс Вебб» — в районе 10 миллиардов, то цена обсуждаемых ниже проектов NASA в разы ниже.

Космический телескоп TESS (Terrestrial Exoplanet Survey Satellite), предназначенный для поиска аналогов Земли в наших ближайших космических окрестностях, запущен 18 апреля 2018 года на ракете-носителе «Фалькон-9», принадлежащей компании SpaceX Илона Маска, выведен на высокую эллиптическую орбиту в резонансе 2:1 с Луной. Пресс-релизы позиционируют этот запуск как важнейшую историческую миссию, новый этап: поиск планет, пригодных для жизни.

Но так ли круто всё выглядит при ближайшем рассмотрении? На борту TESS находятся четыре устройства с линзами и ПЗС-матрицами — что-то промежуточное между маленьким телескопом и большим фотоаппаратом — с квадратным полем зрения шириной 24°. Аппарат будет отслеживать транзиты небольших планет — их прохождение по диску звезды. При этом событии яркость светила немного падает: на 1/10 000 в случае Земли и Солнца и, скажем, на 1/100 в случае планеты у красного карлика. Через каждые два оборота (это сидерический лунный месяц, 27,3 дня) аппарат будет поворачиваться вокруг оси эклиптики на 27,7°, охватив таким образом за год бóльшую часть небесной полусферы. Затем он повернет объективы на другую полусферу и проделает то же самое. Одна из камер всё время будет направлена на полюс эклиптики, так что экспозиция полярного участка составит год. Но это всего 1,7% неба. В августе 2020 года номинальный срок работы заканчивается.

Чувствительность инструментов TESS на два порядка ниже, чем у «Кеплера», нашедшего тысячи транзитных планет, соответственно, «глубина зрения» новичка уступает последнему примерно в 10 раз, а объем выборки на единицу телесного угла на три порядка меньше. Суммарный угол зрения четырех камер при этом больше в 23 раза. Пишут, что перекрываемая площадь в 400 раз превосходит ту, что у «Кеплера», но это не совсем правда: сейчас «Кеплер» тоже сканирует часть неба, а «в 400 раз» относится к ситуации, когда он смотрел в одну точку (с гораздо бóльшим толком, кстати).

К сожалению, миссия не найдет ничего похожего на Землю у Солнца. Для этого надо долго смотреть в одно место, пока планета не пройдет по диску звезды несколько раз. Таких планет много в пределах досягаемости TESS, но аппарат их попросту не увидит при экспозиции около 28 дней. Разве что в одном из полярных пятен найдется планета с периодом обращения как у Меркурия, но у звезды более тусклой, чем Солнце (класс К). Тогда это окажется реальным объектом для поиска жизни. Можно ли идентифицировать планету земного типа по однократному прохождению по диску звезды? Можно, если телескоп называется «Спитцер» («Хаббл» тоже сгодится), а звезда — красный карлик и близко расположена, и то потребуются новые наблюдения для подтверждения. TESS такими возможностями не обладает.

Карта экспозиции неба аппаратом TESS (tess.mit.edu/data/)

Карта экспозиции неба аппаратом TESS (tess.mit.edu/data/)

Каким же будет «урожай» TESS? В основном это многочисленные планеты, вращающиеся по тесным орбитам вокруг красных карликов. Последних попросту почти на порядок больше, чем прочих звезд. Если период обращения планеты меньше 10 дней, то TESS зарегистрирует минимум три транзита, что может уже дать приемлемую достоверность. Некоторые из этих планет попадут в формальную зону обитаемости — увы, в реальности условий для жизни вокруг красных карликов, скорее всего, нет (см. [1]). С большой вероятностью у них потеряна атмосфера, нет воды и слишком суровый температурный режим. Еще будет много горячих юпитеров, нептунов и раскаленных суперземель у более крупных звезд. Этого добра в огромном количестве хватает и в выборке «Кеплера».

Скептический тон нашего комментария не стоит расценивать как критику проекта и его команды. У них просто не было денег на адекватные решения. Вначале команда вообще пыталась привлечь частные деньги (Фонд Кавли и др.), но в середине 2000-х NASA все-таки открыло финансирование проекта, правда убогое (все деньги съел тот самый космический телескоп «Джеймс Вебб»). Бюджет TESS — 378 млн долл. За такие деньги научный прорыв смог совершить только WMAP, и вряд ли какой-то миссии удастся этот успех повторить.

С планетами земного типа придется уповать на совершенствование спектроскопического метода (уже сделано вдохновляющее открытие у ближайшей одиночной звезды класса Солнца — Тау Кита, см. [2]) и на следующую аналогичную миссию PLATO. Это гораздо более обстоятельный европейский проект. Угол зрения PLATO и, соответственно, экспозиция неба будут в десятки раз больше. Правда, ждать придется минимум до 2026 года.

Но может быть, миссии TESS все-таки улыбнется удача. Проект с большой вероятностью будет продлен после плановых двух лет. Тогда, возможно, стратегия поиска будет изменена, и найдется хотя бы одна звезда — сестра Солнца с сестрой Земли.

Примечательно использование для запуска более дешевой ракеты «шоумена» Маска, по поводу применимости которой для серьезных миссий возникало столько скептических реплик, особенно со стороны российских функционеров. Уверенность в возможностях частников подкрепляется и вторым успешным испытанием 29 апреля многоразовой суборбитальной ракеты New Shepard 3 другой частной космической компании — Blue Origin, руководимой богатейшим человеком планеты — Джеффом Безосом, главой и основателем интернет-компании Amazon.com. На высоте свыше 100 км от ускорителя отделилась пилотируемая капсула с манекеном по имени Скайуокер, которая совершила мягкую посадку на парашютах. Первый полет с туристами обещают уже в этом году.

Без особого шума 5 мая на Землю с МКС вернулся грузовой корабль Dragon компании SpaceX, доставив с орбиты около 2 т грузов.

5 мая состоялся, вероятно, наиболее интересный запуск. С базы Ванденберг при помощи ракеты-носителя Altas V 40 с двигателем РД-180 российского производства послан марсианский посадочный модуль InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) с сейсмографом. Проектом занимается Лаборатория реактивного движения NASA (JPL), в активе которой успешные экспедиции марсоходов «Спирит», «Оппортьюнити» и «Кьюриосити», однако стоимость новой миссии скромнее — около 480 млн долл. без учета ракеты-носителя и затрат партнеров из Франции и Германии. Выбор в пользу InSight среди прочих финалистов в 2012 году обусловлен относительно низкими финансовыми затратами, а также возможностью организовать всё в кратчайшие сроки.

Уже 26 ноября текущего года InSight совершит посадку на марсианское нагорье Элизий в районе экватора и минимум два года будет изучать сейсмическую активность Красной планеты, что позволит создать 3D-карту ее внутренностей, отследить удары метеоритов и особенности гравитационного взаимодействия планеты со спутниками. Среди инструментов — HP3 для оценки тепловых потоков из недр (Heat Flow and Physical Properties Probe), созданный Французским космическим агентством, который должен углубиться на 3−5 м, и RISE (Rotation and Interior Structure Experiment), который при помощи радиосигналов, отправляемых с Земли, сможет определять положение аппарата с точностью до 10 см, тем самым отследив все «вздрагивания» Марса. Кроме того, аппарат снабжен магнитометром, приборами для изучения температурного режима и направления ветра, а также уголковым отражателем, с помощью которого орбитальные аппараты смогут с высокой точностью определять положение InSight на поверхности.

Между тем в середине апреля в Хьюстоне прошло заседание международной группы по техническим стандартам, в ходе которого обсуждались спецификации совместной американо-российской окололунной станции Lunar Orbital Platform — Gateway. В прессу просочилась информация [3], что иностранные партнеры вынуждают Россию создавать шлюзовой модуль под американские стандарты, забыть об использовании наших скафандров — «Орланов», да и вообще речь заходит о том, чтобы и российскую часть проекта субсидировала американская сторона, как при начале строительства МКС. Ожидается, что создание станции начнется в 2022 году, а российский отсек к ней присоединят в 2024-м. Однако политическая ситуация, разлад между странами и продолжающаяся деградация российской космической отрасли могут внести свои коррективы — неудивительно, что американская сторона всячески на этот счет страхуется. Впрочем, это не мешает российскому руководству строить собственные наполеоновские планы по строительству сверхтяжелых ракет, покорению Луны и Марса.

Борис Штерн, Максим Борисов

1. trv-science.ru/2017/02/28/nadezhda-na-exoplanetnuyu-zhizn/

2. trv-science.ru/2018/04/10/v-dalekom-sozvezdii-tau-kita/

3. ria.ru/pace/20 180 423/1519192520.html

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (2 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
 
 

Метки: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

 

5 комментариев

  • Александр Денисенко:

    Потрясающая статья. И никаких комментариев. Что-то случилось с читателями ТрВ?
    Мелкие вопросы конечно есть — почему несколько раз что-то должно пролететь мимо чего-то. Школьники спрашивают, а я не знаю что ответить.

  • Александр Денисенко:

    А вот соседний школьник всё объяснил. А что Учёные?

  • Кажется, к космосу у нас резкое охлаждение интереса после бурного пришествия и подспудного принятия нехитрой истины — космос перестает быть хоть какой-то гордостью и дальше будет только хуже… Маск стал врагом # 1 — и на этом все…

    • Александр Денисенко-:

      А люди, работавшие ещё с фон Брауном, живы и работают! Не надо только им упоминать И. М. Всё как у нас. Чубайс в роли Кржижановского.

  • Александр Денисенко-:

    Спросил школьника про «учоных», услышал в ответ «г… ТОЛЧЕНЫЕ», то есть товарищи Русь жива

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com