Большинство из нас испытали разочарование от загрязнения, тумана или облаков, превращающих ночь звездного взора в упражнение в разочаровании. Даже на орбите телескопы плохо видят сквозь пыль, которая засоряет внутреннюю Солнечную систему. Но команда ученых НАСА придумала способ вывести астрономию из этого космического тумана.
Венера, Земля и Марс движутся по орбите в облаке пыли, образованном кометами и случайными столкновениями между астероидами. Это так называемое зодиакальное облако - самая яркая особенность Солнечной системы после Солнца, и оно может быть в тысячу раз ярче объектов, на которые нацелены астрономы. Свет влияет на орбитальные наблюдения так же, как свет от полной Луны влияет на наземные наблюдения. Зодиакальное облако настолько яркое, что оно мешало выполнению каждой миссии НАСА, связанной с инфракрасным, оптическим и ультрафиолетовым наблюдением.
«Проще говоря, для космических астрономов никогда не было ночи», - сказал Мэтью Гринхаус, астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Свет от облака самый большой в плоскости орбиты Земли, той же плоскости, в которой работает каждый космический телескоп.
Так как же НАСА планирует уйти от облака? Наклоняя орбиты будущих телескопов. Этот тип регулировки позволил бы космическому кораблю тратить значительную часть каждой орбиты выше и ниже самой толстой пыли, давая ему более четкое представление о объектах в космосе.
«Просто поместив космический телескоп на эти наклонные орбиты, мы можем улучшить его чувствительность в два раза в ближнем ультрафиолете и в 13 раз в инфракрасном», - объяснил Гринхаус. «Это прорыв в научном потенциале без увеличения размеров зеркала телескопа».
Компания Greenhouse объединилась со Скоттом Бенсоном и исследовательской группой по совместному моделированию и параметрической оценке космических систем (COMPASS) в исследовательском центре НАСА им. Гленна в Кливленде, штат Огайо. Они исследуют задачи по установке телескопа в угловую плоскость этого типа - внезодиакальную орбиту - с использованием новых разработок в области солнечных батарей, электрического двигателя и недорогих расходных ракет-носителей.
Они разработали миссию для проверки концепции, которая называется Extra-Zodiacal Explorer (EZE), обсерватория EX-класса весом 1500 фунтов. EZE запускается на ракете SpaceX Falcon 9. Мощный новый солнечно-электрический привод в качестве его верхней ступени будет направлять космический аппарат на гравитационный маневр мимо Земли или Марса, пролета, который перенаправит миссию на орбиту, наклоненную на целых 30 градусов к Земле.
Двигатель эволюционного ксенонового двигателя НАСА (NEXT) - это усовершенствованный тип ионного привода. Он работает путем удаления электронов из атомов газа ксенона и ускорения заряженных ионов через электрическое поле для создания тяги. Хотя эти типы двигателей обеспечивают гораздо меньшую тягу в любой момент времени, чем традиционные химические ракеты, они намного более экономичны и могут работать годами.
Два из этих усовершенствованных двигателей, которые получают энергию от бортовых солнечных батарей, будут размещены на верхней ступени EZE. Они будут стрелять, чтобы отправить космический корабль на планетный полет, который выведет его на внезодиакальную орбиту. «На наземных испытаниях мы эксплуатировали один двигатель NEXT в течение более 40 000 часов, что более чем вдвое увеличивает срок службы двигателя, необходимый для доставки космического корабля EZE на его внезодиакальную орбиту», - пояснил Бенсон. «Это зрелая технология, которая позволит гораздо более экономически эффективные космические полеты как в области астрофизики, так и в области наук о планетах».
По словам команды, если эта концептуальная миссия сработает, это будет лучшая производительность в обсерватории за всю историю программы НАСА Explorer. Это также изменит правила игры. Как объяснил Гринхаус, «он сделает внезодиакальные орбиты доступными любому астроному, предложившему программу НАСА Explorer». Это обеспечит беспрецедентные научные возможности для исследователей астрофизики ».
Источник: НАСА.
