Хотя космический телескоп, запущенный десяток лет тому назад, никогда не был средством исследования миров вокруг других звёзд, НАСА собирается использовать его именно для этого — после нескольких модификаций.
Разработка «Спитцера» была завершена в 1996 году — задолго до обнаружения экзопланет транзитным или любым другим методом. Поэтому уровень чувствительности, необходимый для выявления колебаний звезды в ИК-диапазоне при прохождении через её диск, просто не закладывался в расчёты.
Впрочем, и чувствительность, и точность позиционирования космического телескопа имели весомый запас, и его правильная эксплуатация, считают в НАСА, способна принципиально переквалифицировать аппарат.
Ещё одно препятствие для исполнения новой роли — запас охлаждающей жидкости: его нацеливали на «остужение» трёх инструментов «Спитцера» в течение хотя бы двух с половиной лет. Его, конечно, растянули на пять лет, но, несмотря на жёсткую экономию, емкости с этой жидкостью вычерпаны до дна.
К счастью, конструкторы в своё время предусмотрели также системы пассивного охлаждения, благодаря которым один набор ИК-камер всё ещё имеет температуру 29 К, что и позволяет телескопу работать.
Система пассивного охлаждения устроена так: на теневой стороне аппарата нанесена чёрная краска, что позволяет ему излучать максимально возможное количество энергии, которое он получает на своей солнечной стороне от светила. Кстати, на той же освещённой стороне нанесено другое покрытие — отражающее; оно минимизирует количество поглощаемого излучения. При всей кажущейся простоте это первый телескоп землян, оснащённый такой системой охлаждения — работающей весь срок существования аппарата и даже его «останков».
Увы, чтобы следить за экзопланетами, этого мало. У «Спитцера» есть едва заметное «раскачивание» на траектории, из-за которого свет наблюдаемой звезды для него постоянно слегка варьируется.
Чтобы решить эту проблему, инженерам надо было найти причину «покачивания». Выяснилось, что оно имеет часовую периодичность; это совпадет с циклом работы нагревателя, находящегося внутри аппарата и время от времени включаемого для подогрева аккумулятора, который отказывается трудиться в адском холоде космоса. После расчётов стало ясно, что если включать нагреватель каждые тридцать минут и уменьшить отдаваемое им тепло на 50%, то батарея всё ещё будет функциональна, а вот колебания на траектории заметно снизятся. Как показали последующие испытания, они сократились вдвое.
Но и этого мало! Ради дальнейшей борьбы с колебаниями была активирована часть систем, работавших в криогенном режиме — когда было актуально активное охлаждение. При их помощи удалось определить те пикселы действующей ИК-камеры, в которых колебания звёздного изучения минимальны. После этого для работы с экзопланетами решили использовать только это «пятно». В итоге стабильность «Спитцера» на курсе и его чувствительность примерно удвоились по сравнению с начальными параметрами! Вот каковы недокументированные возможности аппарата...
Шон Кэри (Sean Carey) из Калифорнийского технологического института (США), возглавляющий эти работы в НАСА, скромно замечает: «Мы ожидаем от "Спитцера" ударного труда по изучению экзопланет».
И в самом деле: при анализе температурных различий на разных сторонах планеты можно узнать много нового и о климате, и даже об атмосфере другого мира. Носители плотных атмосфер типа венерианской или газовой оболочки Титана, по сути, не меняют температуру атмосферы в разных точках поверхности; в то же время на Земле (и тем более на Марсе) ситуация прямо противоположная. Наконец, впервые появляется надежда на понимание действительных температур на той или иной планете — не по расчётам, основанным на близости к их звездам, а, так сказать, едва ли не термометром, хотя и весьма приближённо.
Если эти надежды сбудутся, то словосочетание «планета в зоне обитаемости» может приобрести совсем другой уровень достоверности!
Немає коментарів:
Дописати коментар
Примітка: лише член цього блогу може опублікувати коментар.