Крошечный спутник, запуск которого готовит Британия, поймает сигналы, исходящие от начала Вселенной
Британские ученые готовят революционную космическую миссию CosmoCube. Крошечный спутник размером с дорожную сумку отправится на орбиту Луны, чтобы впервые в истории зафиксировать загадочные сигналы из темных веков нашей Вселенной, когда еще не существовало ни одной звезды.
Каково назначение спутника
Международная группа исследователей под руководством Кембриджского университета планирует вывести аппарат на окололунную орбиту. Для полноценной работы ученые будут использовать обратную сторону нашего естественного спутника в качестве естественного щита, который надежно защитит чувствительную аппаратуру от мощных радиопомех с Земли. Подробности описаны в научном журнале Nature Astronomy.
Наблюдение за ранней Вселенной с нашей планеты – чрезвычайно сложная задача, поскольку земная ионосфера полностью блокирует нужные радиочастоты, а работа мобильных сетей, телекоммуникаций и FM-радио создает дополнительный шум.
Космический зонд CosmoCube будет улавливать невероятно слабый сигнал, известный как 21-сантиметровая линия, который путешествовал через космос более 13,5 миллиарда лет. Его излучали атомы водорода в период между послесвечением Большого взрыва и Космическим рассветом, когда зажглись первые звезды. Эта эпоха длилась примерно 150 миллионов лет, и астрономы до сих пор не исследовали ее непосредственно.
Этот водород, образовавшийся после Большого взрыва, но до появления первых звезд, позволит нам понять роль темной материи в ранней Вселенной, как именно она сгущала водород в первые звезды и галактики,
– прокомментировал профессор Кавендийской лаборатории Кембриджа Элой де Лера Аседо.
Ученые планируют запустить аппарат в течение следующих 5 лет при финансовой поддержке Космического агентства Великобритании. Каждый оборот спутника вокруг Луны будет длиться 2 часа, из которых 40 минут аппарат будет находиться в радиотени спутника.
За 2 года предполагаемой работы астрономы рассчитывают получить около тысячи часов чистых наблюдений. CosmoCube будет работать на сверхнизких частотах в диапазоне 10–50 мегагерц. На Земле эти частоты полностью недоступны для телескопов, поэтому обратная сторона Луны остается единственным возможным местом для проведения таких исследований.
Сверхчувствительные технологии в сверхмалом формате
Несмотря на скромные размеры, аппарат получит передовое оборудование. После выхода на орбиту он развернет длинную и легкую радиоантенну. Самая большая проблема заключается в том, что прибор должен различать сверхслабые сигналы на фоне внутреннего шума собственной электроники. Для этого разработчики использовали специальный калибратор, который будет постоянно сравнивать космические данные со встроенными эталонными источниками. На Земле ученые применят сложные методы байесовской статистики для очистки полезного сигнала от помех нашей галактики Млечный Путь.
CosmoCube стремится реализовать амбициозную научную задачу с помощью очень маленького спутника в сложной среде, и это требует умных инженерных решений,
– добавил соавтор проекта доктор Уилл Грейнджер из лаборатории STFC RAL Space.
Специалисты уже создали и испытали рабочие прототипы в термальных камерах, чтобы проверить их устойчивость к суровым температурным колебаниям на лунной орбите. Основой аппарата станет спутниковая платформа SSTL-21 от компании Surrey Space Technology Limited. В проекте также участвуют университеты Портсмута, лаборатория RAL Space и партнеры с Мальты.
Авторы оценивают общую стоимость проекта в пределах 50 миллионов евро. Несмотря на то, что тишина на обратной стороне Луны вскоре может исчезнуть из-за новых миссий других стран, CosmoCube имеет все шансы первым приоткрыть завесу тайны над самым мрачным периодом нашей космической истории.